角焊缝接头不锈钢角焊缝接头的组织和断裂机理

焊接接头的疲劳性能的评估是工业装备和机械设备设计及安全性评定过程中的必要环节。焊接工艺可能在焊接构件中引入焊接杂质、未焊透、未熔合、焊瘤、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连续不良的现象，导致焊接接头的局部组织和力学性能极不均匀，引起接头局部高度的应力集中，所以即使在较低的交变应力水平作用下，焊接构件或焊接结构依然会发生疲劳断裂。

FV520B不锈钢是英国Firth－Vichers材料研究所在原有FV520不锈钢的基础上开发的一种新型的低碳马氏体沉淀硬化不锈钢，具有易于加工、强度高，韧性良好，耐腐蚀性优良和可焊性能好等优点，被广泛用于齿轮、轴、叶片、转子、泵件等工业场合。

FV520B钢的强度、塑性和韧性等力学性能对热处理工艺特别敏感，通过对固溶 调整 时效热处理前后FV520B不锈钢微观组织的研究发现，热处理后FV520B钢的板条马氏体组织细小均匀，这增加了晶粒数目，增大了晶界面积，加之基体中均匀弥散分布的第二相颗粒，使得固溶 调整 时效处理后FV520B钢的抗拉伸性能和抗疲劳性能均得到了明显的提高。焊接工艺往往会在焊接构件中引入较大的残余应力，极大地降低了焊接构件的力学性能，通过实验发现焊后固溶化能消除焊接高温引起的残余应力，改善FV520B钢接头的微观组织和力学性能。通过有限元建模分析、传统疲劳实验与热像法疲劳实验对比研究了大型离心压缩机焊接叶轮材料的疲劳性能，为叶轮设计提供了一些必要的参考数据。

通过实验研究发现时效温度变低能提高FV520B钢焊接接头的硬度和拉伸性能，但是不利于提高焊接接头的耐腐蚀性。离心压缩机叶轮结构上的叶片是通过焊接连接的，在叶轮高速旋转的过程中，除了承受较高的离心力外，还会受到振动、气流和外物冲击等交变载荷的激振作用，加上焊接处的复杂的物理力学性能，叶轮叶片可能会在远低于材料的屈服强度的应力水平下发生疲劳断裂，造成极大的潜在危险。为了对离心机叶轮叶片的设计制造和应用提供有价值的数据信息，在先前对焊接接头疲劳性能研究的基础上，实验通过SEM进行疲劳断口分析，探讨了疲劳断裂的机理；并通过金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了FV520B不锈钢角焊缝接头的微观组织特征 。

钛材因具有耐腐蚀，导热系数小，耐热性能好等优点，在发电厂凝汽器冷凝管中的应用越来越广，越来越受欢迎。钛管板密封焊接是凝汽器安装施工过程中的一道重要的工序，管板角焊接接头焊接质量的好坏关系到整个凝汽器的安全及汽机的真空严密性。渗透检测是检验钛管板密封焊接质量的有效方法之一，正确编制渗透检测工艺显得尤为重要。

1.被检工件特征：被检工件规格大、检测面积大、凝汽器管板角接接头之间距离比较小、角接接头数量多、有管孔。

2.钛材管板角焊接接头常见缺陷：气孔、冷裂纹、未熔合等。

3.此工件的检测灵敏度等级为3级。

4.从检测灵敏度等级要求高、被检面比较光滑、凝汽管板角接接头之间的距离比较小、角接接头的数量多、有管孔以及操作的方便性等方面综合考虑，渗透检测采用溶剂去除型着色溶剂悬浮显像法。

5.因被检工件规格大、检测面积大，检测时要分段进行，检测顺序是从下到上，从左到右，防止相互污染 。

工程机械结构件多为大型、复杂的钢板焊接类箱型结构件，带坡口的T形角焊缝在支架设计中应用也相当广泛。在允许的条件下，使用T形角焊缝有其突出的优点：T形角焊缝焊前的准备工作简单；不必进行边缘机械加工而且装配方便；可使用大电流焊接，熔敷效率高，成本相对较低。由于厚板角焊缝结构的焊接工作量大，焊接坡口的设计非常关键：坡口小的焊缝熔敷系数偏小，易形成窄而深的焊缝，影响熔池结晶，易产生区域偏析；拘束应力大时易导致焊接热裂纹的产生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接头区的焊接应力也大大增加，这对钢结构初始应力的控制极其不利，同时也增大生产成本。合理确定T 形角焊缝的坡口角度是十分重要的。

为减轻结构自重，提高结构性能，高强度薄板材料在现代工程结构中得到了广泛应用。然而，这也导致焊接变形控制成为制造领域急需解决的关键问题之一。为有效解决这一问题，研究人员从工艺角度进行了大量研究，如采用新的焊接方法、优化焊接参数以及优化焊序等，有力促进了焊接水平的提高。

然而，有些文献表明，薄板结构中焊接变形和屈曲现象在很大程度上是由于结构中过大的焊缝尺寸，这也称为“过焊接”（overwelding）现象。过焊接问题主要产生于2个环节，一是制造环节，焊接人员为保守起见，结构的实际焊缝尺寸往往比设计值大；另一个是设计环节，当前接头设计准则往往是基于大量试验数据的经验公式，甚至一些工程师进行焊缝尺寸设计时，仅依据个人经验，这导致了保守的焊缝尺寸设计。因此，研究适用于现代薄板焊接结构的高精度角焊缝尺寸设计准则，从而在设计环节缓解过焊接问题，对提高薄板焊接结构的可制造性是十分必要的 。2100433B

金属材料正面角焊缝接头拉伸试验的试件、试样、试样尺寸测量、试验程序、试验结果处理和试验报告。本标准适用于金属材料正面角焊缝接头的十字接头试样和双面盖板接头试样的拉伸试验,用以测定正面角焊缝的抗拉剪切强度。2100433B

角接焊缝是指沿两直交或近似直交焊件的交线，所焊接的焊缝称为角接焊缝。角焊缝接头是一种焊缝接头。其疲劳损伤具有局部性特征，基于应力场强法的基本思想，通过对角焊接接头的场径分析，通过对法兰角焊缝接头应力集中区的弹塑性有限元计算和应力场强数值求解，得到了接头焊趾区局部应力场强。

工程机械结构件多为大型、复杂的钢板焊接类箱型结构件，带坡口的T形角焊缝在支架设计中应用也相当广泛。在允许的条件下，使用T形角焊缝有其突出的优点：T形角焊缝焊前的准备工作简单；不必进行边缘机械加工而且装配方便；可使用大电流焊接，熔敷效率高，成本相对较低。由于厚板角焊缝结构的焊接工作量大，焊接坡口的设计非常关键：坡口小的焊缝熔敷系数偏小，易形成窄而深的焊缝，影响熔池结晶，易产生区域偏析；拘束应力大时易导致焊接热裂纹的产生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接头区的焊接应力也大大增加，这对钢结构初始应力的控制极其不利，同时也增大生产成本。合理确定T 形角焊缝的坡口角度是十分重要的。2100433B