裂纹强度失配焊接接头弹塑性变形分析

通过考虑材料微观塑性损伤,定量研究了焊接接头中强度匹配、试件几何形状对接头抗延性裂纹扩展行为的影响。对管线用钢焊接接头,测试了标准三点弯曲试样、同种接头及不同匹配状态的双边裂纹拉伸试样的阻力曲线。通过考虑材料塑性损伤的数值模拟,由标准三点弯曲试样的阻力曲线测试结果,得出反映材料微观损伤的特殊单元模型控制参量,再根据该参量对同种接头及不同接头强度匹配下双边缺口拉伸试件的阻力曲线进行了定量预测,其结果与试验结果相当吻合。结果表明,考虑塑性损伤的特殊单元模型能很好地描述接头的抗延性裂纹扩展阻力特性。

通过宏观检查、化学成份分析、硬度检测、金相检验、断口观察,本文分析超了超临界机组用高温过热器管屏中异种钢焊接接头裂纹产生原因,提出了相应的预防措施和建议。

本文总结了作者参加一企业事故抢修,材质为bhw35的气化炉壳体下锥体与筒体焊接接头,运行中产生形成裂纹原因分析、修补。

焊接接头论文 基于国外标准的焊接接头疲劳设计与工艺实现一体化研究 摘要：综述了基于国外标准的焊接接头疲劳设计与工艺实现一体 化研究的重要性，设计了相应的数据库。嵌套了bsi/iiw/din6700标 准。基于bsi和iiw标准中接头形式，可确定焊接接头的疲劳等级； 根据已知的焊接接头的应力谱，基于miner疲劳积累损伤理论，可计 算出焊接接头的疲劳寿命：根据din6700标准，自动打印焊接工艺 文件，从而实现基于国外标准的焊接接头疲劳寿命预测与工艺要求的 一体化。算例证明该系统具有很好的工程应用价值。 关键词：焊接接头；数据库；一体化 在工程机械使用中，焊接结构件的焊接接头或焊缝金属容易引发 结构疲劳破坏，严重影响机械设备的寿命。通过计算焊接接头的疲劳 寿命预测可以预先知道焊接接头的寿命，从而保证产品的运行的安全 性。bs标准和iiw标准提供了各种焊

焊接接头组织 电弧焊接时，焊接电弧使焊件局部加热和熔化，同时加入填充金属(焊条或焊 丝)，形成金属熔池，并不断把热量传给周围冷的母材金属。当电弧移开后，熔 池的温度迅速降低，熔池中液体金属凝固成焊缝。由于热传导的作用，母材将受 到不同程度的加热和冷却，相当于进行了一次热处理，使其组织和性能发生了变 化，这部分金属所占的区域就称为焊缝的热影响区。焊接接头是焊缝和热影响区 的总称。 由于电弧对焊接接头的加热是不均匀的，焊缝区温度达到金属的熔化温度， 而在整个热影响区中，离焊缝越近温度就越高。因此，在焊接接头组织中不仅组 织和性能都不均匀，而且在焊缝和热影响区中还容易产生各种焊接缺陷，存在焊 接残余应力和应力集中。焊接接头组织和性能与焊接方法、焊接规范、接头形式 等因素有关，并直接影响焊接结构的性能和可靠性。 热影响区某点加热的最高温度、高温停留时间及冷却速度

焊接接头热影响区软化是细晶粒钢焊接时普遍存在的问题。用有限元分析方法,分析热影响区软化的焊接接头屈服强度和抗拉强度,以及接头上的应力分布和变形机制。分析结果表明,软化热影响区的屈服应力降低和宽度增加对接头的屈服强度降低影响较小,而对接头抗拉强度降低影响较大,提高焊缝的屈服应力可以提高热影响区软化接头强度。同时发现,当外加应力超过软化热影响区的屈服应力时,在热影响区及其附近区域出现了三轴应力状态,主应力及mises等效应力在有屈服应力差别的区域交界处发生突变,使热影响区的mises等效应力降低,与之相邻区域的mises等效应力升高,从而可以对软化热影响区宽度及软化程度影响焊接接头强度的机制进行解释。

弹塑性变形与极限载荷分析

超声冲击对镁合金焊接接头疲劳性能的研究现状 1研究的意义与目的 镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的。与其他金属结构材料相比， 镁及镁合金具有比强度、比刚度高、减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削 加工，易回收等优点[1-6]，在汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工 业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。是继钢铁材料、铝合金之后 的第三类金属结构材料，并被称为21世纪的绿色工程材料。目前，镁及镁合金 材料研究成为世界性的热点。但是，由于镁合金具有性质活泼、熔点低、导热快、 热膨胀系数大等特点，与铝合金相比，镁合金在焊接时更易形成疏松、热脆性较 大的氧化膜及夹渣，其焊接性较差，镁合金焊接结构的疲劳强度较低，成为制约 镁合金大规模应用的技术关键和难点。 疲劳断裂是金属结构失效的主要形式之一。大量统计资料[11]表明，由于疲 劳引起的焊接结构

　　文章编号:100624710(2004)0420341206 不同裂纹位置焊接接头j积分有限元数值分析 张敏1,2,丁方 1 ,许德胜 2 ,程祖海 2 (1.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048; 2.华中科技大学激光技术国家重点实验室,湖北武汉430074) 摘要:针对焊接接头中母材、焊缝、热影响区的性能各不相同的问题,利用有限元方法,建立 了焊接接头有限元计算模型,编写了j积分有限元计算程序。计算结果表明,在平面应变和 平面应力两种状态下,焊接接头三个不同裂纹位置的j积分值与全母材和全焊缝材料的j 积分值均不相同,但具有一定的规律性;裂纹分别处于焊接接头不同位置时的j积分有限 元计算结果也不相同。根据各种情况下的有限元计算结果,结合焊接结构安全评定的工程 实际提出了

２００３年增刊 ?　４１　? 机械动力学专集 静态或准静态加载的加载速度和试样变形速度 比较低，未计及其对断裂过程带来的影响。在高的加 载速度和试样变形速度情况下，材料变形和断裂的 性质发生了改变。当加载速度提高时，材料塑性变形 过程受到了约束和限制，使材料的屈服点升高，塑性 有可能降低，形变硬化过程也受到影响，从而增加了 材料的脆化倾向。对含缺口、裂纹等缺陷的构件，即 使加载速度并不高，在缺口、裂纹的尖端也能达到很 高的变形速度，此时同样会增加材料的脆化倾向。因 此，在高速冲击载荷作用下，焊接接头的冲击断裂韧 性应该与在静态或准静态载荷作用下有很大不同。 一、试验安排 试验利用ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ小气炮加载装置［１］对冲击 试样进行高速冲击加载。试验中子弹质量ｍ１＝３． ０８３ｋｇ，冲击杆质量ｍ２＝６．５ｋｇ。为了研究焊接组配、 冲击速度及焊缝不同区域对焊接接头

焊接接头缺陷分析及预防的探讨 控制焊接是安装工程中一项比较重要的工序，焊接过程中，由于种种因素的 影响，容易产生各种类型的焊接缺陷。焊接接头缺陷的存在会直接危及整个结构 的质量。因此，将焊接接头缺陷控制在允许范围内是每个焊接操作人员及工程管 理人员应尽的责任。常见的焊接接头缺陷主要有外部缺陷、内部缺陷及焊接缺陷 等。 一、焊接接头缺陷分析 1、外部缺陷 焊接接头的外部缺陷一般用肉眼就能观察到，主要有焊瘤、咬边、凹坑、烧 伤、余高不足或过大、错边及弧坑处理不良等。 2、内部缺陷 焊接接头的内部缺陷是指必须借助仪器设备测试才能判断出的缺陷，主要有 未熔合、未焊透、气孔、夹渣及白点等。内部缺陷因肉眼观察不到，危害更大， 要坚决杜绝。 3、焊接缺陷 指在焊接过程中或焊接完放置一段时间后，在焊接接头范围内产生的局部开 裂现象，如焊接裂纹是常见的焊接缺陷。在建筑工程的钢材焊接中常出现的裂

基于结构应力的焊接接头疲劳分析

焊接接头的弯曲试验有纵向弯曲、横向弯曲和侧面弯曲,本文仅讨论试件在常温下的纵向弯曲试验,或称冷弯试验。影响冷弯试验的参数有弯轴直径d、试件厚度a、弯轴直径与试件厚度的比值n、冷弯角α。冷弯试验参数决定了焊接接头冷弯检验的严格程度,应按照焊接产品的不同技术要求,选择合适的参数。

通过对换热式加氢反应器管板与壳体焊接接头裂纹成因的分析,提出了成功的返修工艺,给出了同类材料焊接时预防焊接接头产生裂纹的有效方法。

基于40cr待焊面表层实施激光淬火组织超细化处理后,与qcr0.5异材实施恒温超塑性固态焊接可行性分析的基础上,探讨了恒温超塑性固态焊接的接头形成过程。试验结果表明:在40cr与qcr0.5超塑性固态焊接的过程中,硬度较低的qcr0.5首先在硬度较高的40cr焊接面凸起处粘结,同时发生元素扩散,随焊接过程的进行,粘结物逐渐增多,元素扩散加剧,最终实现异材的超塑性固态连接。

mag焊焊接接头的研究 通过理论分析和焊接对比试验，提出了适合mag焊焊接特点的焊接接头设计的一 些原则，这些原则对提高焊接生产率，降低成本，具有较大的实用价值。 1提出问题 mag(metalaativegasarewelding)焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简 称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体（氧气,二氧化碳或其混合气体）混合 而成的一种混合气体保护焊。目前我国常用的是80%ar+20%二氧化碳的混合气体， 由于混合气体中氩气占的比例较大，故常称为富氩混合气体保护焊。mag焊既有 氩弧焊的特点，如电弧稳定、飞溅少，易获得喷射过渡，又具有氧化性，克服了 纯氩弧焊时表面张力过大，液体金属粘稠，斑点漂移等问题，改善了焊缝成形。 同时在氩气中加入的二氧化碳，加剧了电弧中的氧化反应，氧化反应放出的热量， 增加了熔深，提高了焊丝熔化系数。因此mag焊现已在焊

大厚度异种钢焊接接头焊接裂纹形成原因及对策

本文基于clough双分量模型的思想,提出了钢杆件弹塑性单元刚度分析的瞬态广义clough模型概念,结合考虑几何非线性,建立了杆系钢结构弹塑性变形实用分析方法。通过钢刚架模型试验的分析,验证了本文分析方法的有效性,同时指出了几何非线性对杆系钢结构弹塑性变形分析结果的影响。

随着社会的不断进步和发展，焊接技术在现代化社会建设过程中的应用越来越广泛，焊接接头的组织分析也随之显得越来越关键，本文以熔焊为佣，就如何正确识别焊接接头的各种金相组织做了简要介绍。

生产甲醇的工业化装置中，甲醇转化工序是核心装置，其中关键设备转化炉的炉膛温度高达1360℃，原料气经转化炉后出口温度达960℃。本文就某以天然气为原料生产甲醇装置中，转化炉猪尾管焊接接头产生裂纹以致介质泄漏、停车，对检修使用的焊接修补工艺进行总结。

针对熔合线含裂纹的不同强度组配焊接接头,应用弹塑性有限元方法对其裂端场塑性区和复合角进行数值计算,讨论了强度组配与裂端场塑性区的发展规律以及裂端场塑性区发展方向与复合角的关系。结果表明,强度匹配对其裂端场塑性区发展规律有很大影响,即裂端场塑性区优先向屈服强度较小的材料发展;在同一载荷作用下,低组配接头裂端场塑性区比高组配大;裂端场塑性区随着复合角的增大而减小,对于不等组配接头,在载荷小于裂纹两边材料中较小的屈服强度值作用下,其塑性区发展方向与复合角呈现线性关系,而在载荷大于裂纹两边材料中较小的屈服强度值作用下则呈现非线性关系。

针对工程实际应用的需要,给出了一种提高焊接接头疲劳强度的处理方法.焊接结构中,接头的疲劳强度远远低于母材,其疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处.采用ni60和fe38两种合金粉末对q235b钢十字接头焊趾处进行了喷熔修形处理和高频疲劳试验.结果表明,经过喷熔修形处理后,ni60和fe38喷熔修形态十字接头的2×106条件疲劳极限分别提高了64.5%和42%.用ansys对3种状态接头焊趾处应力集中系数进行计算,结果发现,ni60和fe38喷熔修形态十字接头焊趾区的应力集中系数较原始焊态分别减小575.%和37%.