预热对Q690E斜Y坡口焊接裂纹影响的数值模拟分析

利用有限元软件ANSYS对Q690E斜Y坡口焊接残余应力进行数值模拟分析。计算焊接温度场的时历历程,再利用间接耦合法结合温度场作为塑性分析初始条件得到焊接场应力值和应力分布,得到相应的应力分布,并探讨在不同工艺条件下高强钢焊接残余应力的分布规律。研究结果表明:焊缝横向残余应力小于纵向残余应力且其在坡口位置最大,提高预热温度有利于增加t8/5和t8/3,减小焊接冷裂纹倾向;延长预热温度有利于减少残余应力,延长焊接件的疲劳寿命;提高预热温度有利于减少焊接热裂纹和弧坑裂纹的产生。     

熔合区t8/5的计算和焊接参数的选择

本文介绍了在各种情况下焊接接头熔合区t 8/5的计算方法以及在焊接工艺参数选择时的应用.文中并绘制了t 8/5与板厚、预热温度及线能量等的若干关系图表.     

热输入对3600 t浮式起重船臂架的焊接性能影响

3 600 t浮式起重船臂架结构广泛采用Q690D和DH36进行焊接，文章在现有研究成果的基础上，结合工程应用对于该异种钢焊接工艺进行优化和研究。在热输入1.2 kJ/mm～2.4 kJ/mm范围内选取5个不同的热输入值进行焊接试验，并对焊接接头进行力学性能检测。对比分析接头试验结果可知：焊接热输入在1.2k J/mm～2.1k J/mm内可较好地兼顾焊接效率和接头质量，其中在焊接热输入为1.2 k J/mm时获得的焊接接头性能最佳；但当焊接热输入接近2.4 kJ/mm时，焊接接头性能出现大幅下降，与焊接热输入试验的临近点2.1 kJ/mm相比，焊缝区域冲击功由103 J下降至93 J，熔合区冲击功由90 J下降至62J。考虑实际应用中的焊接效率，推荐焊接热输入范围为1.2k J/mm～2.1k J/mm，其中在1.8 k J/mm左右，其焊接效率和焊接性能两者能够获得较好的匹配。     

海洋工程用中厚板高强钢Q460E焊接工艺及性能

针对焊接机器人应用于海洋工程领域厚板焊接中的可行性和焊接工艺进行研究,设置焊接方案和技术参数并进行分析.采用海洋工程领域常用的高强钢Q460E,对焊接机器人焊接过程中的重要参数"侧壁停留时间"进行试验优化研究,结果表明,焊前预热温度为150℃,焊接速度为190mm/min～210mm/min,焊后后热温度为250℃,保温2h,同时配合焊接机器人摆动速度250 mm/min、侧壁停留时间1.2 s～1.4 s时,能获得良好的焊接接头,抗拉强度达到620 MPa,屈强比达0.8.在侧壁停留时间为1.2 s～1.4 s的情况下对预热温度分别为120℃和90℃的工况进行试验,结果表明,当将预热温度降至90℃时,焊缝冲击韧性仍能满足标准的要求.对于对结构性能要求不高的场合,推荐采用该预热温度.     

钻井平台悬臂梁用高强钢焊接工艺研究

针对低合金高强钢EQ56与EQ63碳当量值高,用于制作悬臂式海洋钻进平台的悬臂梁时焊接难度大的问题,对这2种钢进行焊接工艺性能研究,并制订了严格的焊接工艺。采用药芯焊丝GFR-91K2进行焊接试验,焊前150℃预热、焊后300℃×2 h后热,焊接热输入控制在1.7~1.9 k J/mm之间,获得的焊接接头的主要力学性能(低温冲击吸收功、抗拉强度、硬度等)都满足制造工艺要求。     

S420MLO材料的焊接工艺

为满足某大型海洋平台模块钢结构焊接的需要,采用SMAW和SAW焊接工艺对S420MLO材料进行焊接试验和力学性能试验。在试验过程中,通过裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement, CTOD)试验进行焊接工艺评定。试验结果表明,在焊材选用合理、焊接工艺得到严格控制的情况下,通过焊前预热和焊后消氢处理,能获得良好的焊接接头性能,满足相关标准及项目文件的要求,避免对大型钢结构进行焊后热处理。     

30CrMo板增材再制造的温度场及残余应力

基于热-弹塑性理论和有限元法，利用Simufactwelding软件建立30Cr Mo板再制造的热力耦合有限元模型，分析预热温度、再制造路径对熔池温度分布、热循环曲线、800℃～500℃冷却时间t8/5以及残余拉应力峰值、沿路径残余应力分布的影响。结果表明：随预热温度的升高，道间温度和t8/5均有大幅增加；与其他再制造方案相比，相同路径再制造、且预热250℃时，道间温度约245℃、t8/5>3.0s、且差异较小；再制造件的残余应力以X和Y方向为主导，Y方向最大；相同路径再制造、预热温度300℃对应的Y方向残余拉应力峰值最小，交叉路径再制造、预热温度200℃对应的Y方向残余拉应力峰值最小，与不预热相比，峰值分别降低了约8.0%和6.8%；预热300℃条件下，沿路径的残余应力极大值最小，且交叉路径的残余应力极大值略小于相同路径再制造。研究成果可为30Cr Mo钢零件再制造制预热温度、再制造路径的优选，微观组织和性能的调控提供参考。     

低合金高强钢焊接裂纹分析

本文对处于高强高硬度状态下的不同炉号的低合金高强钢，焊前不预热进行焊接，通过十字接头裂纹试验、Implant试验和声发射自动记录仪监测结果分析，得出了影响焊接裂纹敏感性的重要因素和提高抗裂性能、获得优质接头的途径。     

EH36钢厚板焊接接头CTOD断裂韧度的研究

根据BS7448和DNV-OS-C401断裂韧度试验标准,对手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊三种工艺条件下EH36钢(55mm板厚)焊焊接接头的低温(0℃和-15℃)裂纹尖端张开位移(CTOD)进行了测试,探讨在一定使用温度和焊接工艺条件下,海洋平台中部分焊接部位免除焊后热处理的可行性,其验收标准采用DNV标准为CTOD值大于0.1 5mm即为合格.试验结果表明未经焊后热处理的EH36钢(55mm板厚)三种焊接工艺条件下焊焊缝和热影响区(HAZ)低温下绝大部分试样的断裂韧性值是合格的.可见,EH36钢手工电弧焊、单丝埋弧焊和双丝埋弧焊焊接接头可以在不进行焊后热处理的情况下使用,这对于海洋平台大型焊接结构来说,可以大大降低制造成本,具有巨大的经济意义.     

316L不锈钢药芯焊工艺开发

介绍了一种316L不锈钢CO_2气保护药芯焊工艺,该工艺具有焊接速度快,效率高的特点。在焊接过程中,应严格控制预热温度、层间温度,控制较小的热输入量,以便获得质量优良的焊接接头。     

钢-铝合金结构过渡接头焊接工艺参数的计算确定

以结构过渡接头界面温度低于临界温度为准则，用焊接热过程理论确定临界焊接热输入，为结构过渡接头与上层建筑及主船体焊接工艺参数的计算确定提供依据；计算确定的焊接工艺参数，保证结构过渡接头焊后具有爆炸复合的原有性能。     

T型接头拘束裂纹试验方法研究

根据日本钢结构协会的调查,焊接裂纹的产生,以接头形式而言,T型接头占30％。十字型接头占54％。以裂纹产生部位而言,这两种接头型式的根部裂纹占80％。因此,如何评定T型接头中产生根部裂纹敏感性是钢材工艺焊接性评定的重要内容。目前,我国只有检验焊条用的T型接头焊接裂纹试验方法,而无检验钢材用的T型接头拘束裂纹试验方法。我们结台国外采用的T型可变拘束裂纹试验方法,做了五种T型接头拘束裂纹试样的试验;测定了每种试样的拘束度;确定了拘束度与冷裂纹率的关系。试验结果得到试样拘束度递减顺序基本与裂纹率递减顺序相吻合。本文建议:应根据实际结构的拘束度选择具有相应拘束度的T型接头裂纹试样进行抗裂性试验,同时选择施工的最低环境温度为试验温度,并按钢材特性选择合理的焊接工艺规范。     

舰船螺旋桨用铜合金焊接性研究

针对舰船螺旋桨用铜合金ZQA l12-8-3-2,研究了焊接方法、保护气体、预热温度等对其焊接熔深的影响;采用不同的焊接材料研究了其焊接接头的微观组织和力学性能。研究结果表明:在相同的焊接条件下,采用熔化极气体保护焊,其焊接熔深明显大于非熔化极气体保护焊;在非熔化极气体保护焊时,采用氦气保护其焊接熔深明显大于氩气保护,随着预热温度提高,其焊接熔深加大。在文中试验范围内,采用ZQA l12-8-3-2焊材,在不预热、氦气保护条件下,焊接ZQA l12-8-3-2铜合金,其接头抗拉强度为630 MPa;采用BRCuA l-A2焊丝,在相同条件下的接头强度只有520 MPa;采用ZQA l12-8-3-2焊材焊接ZQA l12-8-3-2铜合金的焊缝组织为a β FeA l3,其晶粒明显细于热影响区和采用BRCuA l-A2焊丝的焊缝组织。文中研究结果为铜合金螺旋桨焊接修复技术的研究提供了理论和试验基础。     

GH3039真空扩散焊接工艺研究

对GH3039合金进行了真空扩散焊接试验,分析了焊接工艺参数对焊接接头拉伸强度的影响。结果表明:接头拉伸强度随着焊接温度的升高和保温时间的增长先升高而后降低;接头拉伸强度随着焊接压力的提高而升高。在本次试验中,最佳焊接工艺条件为:焊接温度,1100℃;保温时间,45Min;焊接压力,20MPa。     

海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究

海洋工程船中的某些船体结构是作为大负荷动载设备而设计,具有板材强度高、冲击韧性要求高、大厚度的特征。本船的EH36钢厚度达120mm,焊接中可能产生热裂纹、接头的机械性能特别是低温冲击韧性不易保证以及焊接变形等问题。该研究采用埋弧焊工艺,并选用C、S、P等含量均低于国标的焊丝,匹配适当的焊接线能量辅以预热,保证了焊接接头力学性能,通过了CCS有关焊接工艺评定认可。利用反变形,结合专用装焊工艺,在实船建造中获得了质量良好的焊接接头和结构精度。     

2205双相不锈钢焊接工艺研究

分析2205双相不锈钢的焊接特点和焊接工艺,分别采用药芯焊丝CO2半自动焊(FCAW)、手工电弧焊(SMAW)和埋弧自动焊(SAW)等3种焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接试验。测试焊后力学性能和腐蚀性能,以及定性定量分析焊缝区和热影响区的金相组织。结果表明:采用含镍、氮高的焊接材料,合理选择双相不锈钢的焊接方法,焊接参数及接头形式等,通过控制焊接热输入,可获得合格的焊接接头。     

海洋平台用EQ70高强钢焊接性研究

采用CONARC80焊条,手工电弧焊接EQ70钢,研究了焊接工艺对接头性能的影响.结果表明:在焊后热处理的条件下,其接头强度在焊接电流为180 A或200 A时,均能和母材等强;当焊接电流达到220 A时,则接头强度低于母材.EQ70钢焊接接头在室温均具有很好的冲击韧性.在150℃预热、200 A焊接电流和焊后热处理的...     

海洋平台用EQ70高强钢焊接性研究

采用CONARC80焊条手工电弧焊接EQ70钢,研究了焊接工艺对接头性能的影响.结果表明:在焊后热处理的条件下,其接头强度在焊接电流为180 A或200 A时,均能和母材等强;当焊接电流达到220 A时,则接头强度低于母材;EQ70钢焊接接头在室温均具有很好的冲击韧性;在150℃预热、200 A焊接电流和焊后热处理的条...     

采用中间层的高强钢表面CMT 堆焊耐腐蚀铜合金研究

高强钢因长期处在海水强腐蚀环境中,需要在其表面堆焊一层铝青铜耐腐蚀合金层.液态铜合金极易浸润奥氏体晶界,而高强钢基体在焊接过程中不可避免地出现奥氏体相,直接堆焊铜合金极易在基体熔合区生成渗透裂纹.选用堆焊热输入较低、对基体影响较小的CMT焊接方法,通过ER409L铁素体钢焊丝堆焊形成中间层后,再在中间层表面堆焊铜合金以形成复合接头,并研究复合接头的微裂纹情况和耐蚀性能.试验结果表明:与在高强钢表面直接堆焊铜合金的CMT堆焊接头相比,添加了ER409L焊丝钢中间层的CMT堆焊复合接头铜/钢界面裂纹情况明显改善,钢侧渗透裂纹长度由原来的100μm缩短至3μm左右,且耐蚀性也有一定程度提高.     

H型钢焊接裂纹的成因及预防措施

某厂H型钢焊接加工过程中出现裂纹。根据裂纹的特点，从工艺焊接线能量、拘束应力、缺口敏感、焊前预热、焊接施工环境、焊后处理等方面分析裂纹产生的原因，提出了解决H型钢焊接过程中防止裂纹的工艺措施，控制热输入量，焊前、焊后处理，改善焊接环境等。经过以上工艺改进后进行焊接，焊接质量良好，取得了较好的效果，为同类H型钢钢结构施工提供有益的借鉴。