高速列车用6005A铝合金接头冲击韧性的研究

通过金相实验观察6005A铝合金焊缝组织的微结构,采用全自动低温冲击试验机研究不同温度下6005A铝合金焊接区域的冲击韧性.结果表明:常温下6005A铝合金焊接接头冲击吸收功为18.5 J,随温度降低焊接区域的冲击韧性呈现先逐渐减小后稳步提升的趋势,并且在-40℃时6005A铝合金焊接接头存在裂纹敏感区.不同温度下6005A铝合金焊接接头冲击断口在试样缺口底部与水平的剪切力形成45°剪切面,沿着裂纹的拓展方向仍遵循纤维区、放射区、剪切唇等典型冲击断口结构分布,但平滑的断口和较浅的韧窝表明6005A铝合金焊接接头的塑性较差.     

焊接方法对6061铝合金接头性能影响的研究

针对6061铝合金采用TIG、MIG和FSW的焊接方法所得到的焊接接头性能进行试验研究,测试了3种方法得到的焊接接头的抗拉强度σb和延伸率δ,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,MIG焊的接头强度要高于TIG焊接头的强度;搅拌摩擦焊接头的组织比母材细小,而熔化焊接头的晶粒中弥散着大量的析出相质点;TIG焊试样断口的韧窝比较浅,在韧窝附近有类似于准解理断裂的光滑平台,而MIG焊试样断口的韧窝也要比TIG焊试样断口的韧窝深,而FSW焊缝区的断口的韧窝尺寸要比TIG焊接头的韧窝小而深,许多小韧窝集聚成尺寸较大的韧窝。     

合金元素对FAB法埋弧焊EH36钢接头组织与性能的影响

采用不同类型合金粉进行FAB法埋弧焊试验,对比分析EH36钢FAB法埋弧焊接头的显微组织和性能.结果表明:经大线能量82.8~97.7 KJ/cm焊接后,EH36钢焊接接头未出现软化区,其接头强度均能满足船板焊接技术指标;但经大线能量97.7 KJ/cm焊接后,焊接接头低温冲击韧性显著降低.采用添加适量Mn、Ti合金元素的国产合金粉Fe-9,在Mn元素降低先共析铁素体相转变温度和Ti合金促进针状铁素体形核的联合作用下,即使采用较高线能量97.2 KJ/cm焊接,仍可抑制焊缝、熔合区先共析铁素体的相变反应,促进其针状铁素体的形成,提高FAB法埋弧焊焊缝、熔合区的韧性.     

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。     

船用EH36高强钢无缝药芯焊丝焊接接头组织和冲击韧性研究

本文以SRSF501无缝药芯焊丝在船用EH36高强钢中的焊接应用为目的,研究了国产无缝药芯焊丝SRSF501在船用EH36高强钢焊接中的组织和冲击韧性。通过试验表明：SRSF501焊接EH36钢接头各区域的冲击性能均满足船级社要求；多层多道焊时,焊缝组织由粗大的柱状组织和细小的等轴晶组织组成,底层焊缝和末道焊缝柱状晶区域较大；盖面层两侧接头热影响区存在粗晶区,其它位置接头的热影响区不存在粗晶区；焊接接头中熔合线外2mm处,晶粒最细,冲击韧性最好。     

国产核Ⅰ级ER308L焊丝性能研究

采用国产核I级ER308L焊丝,依据法国RCC-M标准测试了该焊丝熔敷金属的化学成分和力学性能;研究了采用该焊丝TIG焊焊接00Cr18Ni9不锈钢接头成分、力学性能,并与采用国外核I级ER308L焊丝、国内普通ER308L焊丝的焊接接头进行对比分析;进一步研究了焊接电流对00Cr18Ni9不锈钢焊接接头力学性能的影响,优化国产核I级ER308L焊丝的TIG焊接工艺参数.结果表明:国产核I级ER308L氩弧焊丝熔敷金属的成分、铁素体含量、抗拉强度、屈服强度和冲击功均符合RCC-M标准要求;相同焊接工艺条件下,国产核I级ER308L氩弧焊丝焊接接头拉伸性能优于国外核I级ER308L焊丝和国内普通ER308L焊丝;在焊缝、熔合线及熔合线+2 mm三处的冲击功都比国外核I级焊丝要高;国产核Ⅰ级ER308L氩弧焊丝在120 A的焊接电流下所得接头的综合力学性能最佳,且焊缝中铁素体含量较为合适.     

热输入对水下局部干法焊接质量的影响

采用自行研制的固定式排水罩,使用大、小2种典型热输入参数对EH 36钢进行水下局部干法焊接试验,对焊后工件按AWS D3.6 M-2010标准进行接头性能测试。结果表明,所有试样除硬度外各项性能指标都能满足该标准规定的A级焊缝要求。在大热输入条件下,焊缝组织为先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体;在小热输入条件下,焊缝组织含有较多的针状铁素体。在小热输入条件下,热影响区粗晶区组织以粒状贝氏体和上贝氏体为主,并含有少量板条状马氏体;在大热输入条件下,热影响区原奥氏体晶粒尺寸变大,贝氏体组织增多。     

双丝间距对Q690E高强钢双丝MAG焊低温韧性的影响

针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,采用高效机器人双丝MAG焊接系统,通过温度场数值模拟以及焊缝区微观组织观察分析,对不同双丝间距条件下的Q690E高强钢机器人双丝MAG焊焊缝区低温韧性进行研究。结果表明:当双丝间距为15mm时,焊缝区组织以先共析铁素体和针状铁素体为主,低温韧性最好。     

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.     

Ti64钛合金窄间隙激光填丝焊接头组织性能

采用钛基金属粉芯焊丝，通过激光填丝焊接方法对Ti64钛合金板进行窄间隙焊接，分析了激光填丝焊接接头各区域的微观组织类型及形貌特征；测试了焊接接头的力学性能，如显微硬度、室温拉伸性能。结果表明：焊缝区(WM)主要由粗大的原始β柱状晶粒和内部网篮状针状α’马氏体组成，热影响区(HAZ)主要由等轴状α相和长条状α相，以及少量次生α_p相组成；在焊缝组织中，小角度晶界主要集中分布在片层组织边界，焊缝中的大角度晶界比例较大，大于15°的大角度晶界占比约85.55%;Ti64钛合金焊接接头的焊缝区都由密排六方(HCP)晶体结构构成，没有发现其他晶体结构；焊接接头的抗拉强度达939MPa，断后伸长率为13%，断裂位置在母材(BM)区域，拉伸断口存在明显的剪切唇，韧窝较深且均匀；焊缝区的平均显微硬度值明显高于母材及热影响区。     

2205双相不锈钢焊接工艺及耐腐蚀性能分析

采用不同焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,分析不同焊接工艺对焊接接头力学性能、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果显示:在晶粒无明显长大时,焊缝及热影响区冲击韧性随奥氏体质量分数的增加而升高;采用熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)时,保护气体中加入N2可有效提高焊接接头各区域奥氏体质量分数,从而提高焊接接头力学性能及耐腐蚀性能;2205双相不锈钢母材及焊缝腐蚀速率均明显随腐蚀液质量分数的升高而增加。优化双相不锈钢焊接工艺参数,保证其焊接接头具有良好的综合性能,对于该类材料构件及产品的制造、推广及使用意义重大。     

J427GR电焊条的研究

采用正交设计和方差分析的方法，通过适当提高熔渣的碱度，控制熔敷金属中合金元素的含量及配比，加入微量元素，成功研究出熔敷金属扩散氢含量低、塑性和低温韧性高、焊接工艺性能好的J427GR电焊条；适用于焊接对低温冲击韧性要求高的重要焊接结构。     

B级碳素船体钢焊接接头耐蚀性研究

通过室内腐蚀挂片及电化学测量试验 ,研究了B级碳素船体钢三种常见焊接接头的耐海水腐蚀性能。结果表明 :在海水中 ,接头的焊缝区最易受到腐蚀 ,其次为母材 ,热影响区腐蚀最轻 ;几种接头相比 ,B级碳素船体钢与J4 2 2焊条匹配后焊接接头的综合耐蚀性高于其与J50 7和H0 8MnSi2A两种焊接材料匹配后接头的耐蚀性。     

Q235钢焊接熔合区在混合菌共同作用下的腐蚀行为

通过观察腐蚀形貌,测量极化曲线和阻抗谱,研究了Q235钢熔合区在SRB和V.natriegens共同作用下的腐蚀行为。研究表明,熔合区的腐蚀程度,单一菌溶液中,SRB大于V.natriegens,混合菌溶液大于单一菌;混合菌溶液中SRB和V.natriegens表现出协同作用,加速试样的腐蚀;试样的耐腐蚀性能,熔合区小于焊缝区小于母材区。     

SAW焊接型剖面预报的模糊逻辑系统开发(英文)

A fuzzy model was presented to predict the weldment shape profile of submerged arc welds(SAW) including the shape of heat affected zone(HAZ).The SAW bead-on-plates were welded by following a full factorial design matrix.The design matrix consisted of three levels of input welding process parameters.The welds were cross-sectioned and etched,and the zones were measured.A mapping technique was used to measure the various segments of the weld zones.These mapped zones were used to build a fuzzy logic model.The membership functions of the fuzzy model were chosen for the accurate prediction of the weld zone.The fuzzy model was further tested for a set of test case data.The weld zone predicted by the fuzzy logic model was compared with the experimentally obtained shape profiles and close agreement between the two was noted.The mapping technique developed for the weld zones and the fuzzy logic model can be used for on-line control of the SAW process.From the SAW fuzzy logic model an estimation of the fusion and HAZ can also be developed.     

低强匹配焊接接头匹配特性研究

焊接接头的屈服强度匹配方式对接头的设计、制造工艺、裂纹敏感性以及破坏行为有重要影响,焊缝金属、母材、焊接接头强度以及焊接接头强度匹配系数的分布是焊接结构强度、寿命和可靠性计算的基础.文章介绍了对12Ni3CrMoV钢焊接接头屈服强度匹配系数的分布进行的研究,并给出了分析结果.作者认为控制母材和焊缝金属的屈服强度分布的标准差,是降低失配概率的主要途径.     

不同强度匹配10CrNi3MoV船体钢焊接结构的安全评定

为了研究不同强度匹配对焊接接头安全性能的影响,基于"欧洲工业结构完整性评定程序(SINTAP)"提供的失效评定图FAD方法,针对不同强度匹配的10CrNi3MoV船体钢焊接接头,建立了对应的失效评定曲线。根据母材与焊缝的拉伸试验及CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,对比分析了3种匹配条件下的接头安全评定结果。研究表明,对于选定的评定级别,不同强度匹配系数对FAD图形状的影响很小;焊缝强度较高时,接头对塑性失稳的抵抗能力取决于母材性能;接头韧度水平相似时,低匹配接头对塑性失稳及脆性断裂的抵抗能力均稍差,弱于等匹配与高匹配;焊缝强度稍高于母材的"等强匹配"安全裕度最大,安全性最佳。     

铜管路件焊缝致密度检验方法研究

铜管路件主要由铜管及三通接头焊接而成,焊接的质量对水冷系统有很大的影响。本文研究了铜管路件焊缝致密度的检验方法,介绍了铜管路件焊接方法、影响焊接质量的各种因素及焊接工艺过程。提出了铜管路件焊缝致密度检验方法,该方法首先对检验样本进行制备,接着通过由光学显微镜与计算机组成的成像系统对样本焊缝位置进行显微图像采集,对采集到的焊缝显微图像在图像软件中进行处理,获取焊缝缺陷的长度,从而计算焊缝位置的致密度。     

Structural behavior and design of high-strength steel welded tubular connections under extreme loading

The present work is motivated by the increasing need for cost-efficient solutions in offshore structural systems for wind energy production and for improvement of their structural performance. The structural behavior and design of high-strength steel welded tubular connections (yield strength higher than 700 MPa) subjected to monotonic and strong cyclic loading is investigated. In the first part of the paper, an experimental investigation is presented on high-strength steel tubular X-joints subjected to monotonic and cyclic loading far beyond the elastic limit of the material, leading to weld fracture. Two grades of weld metal material are employed in the welding process of the specimens. The experimental results indicate that the weld material grade has a significant influence on the deformation capacity of the welded connection under monotonic loading conditions, and its low-cycle fatigue life. The experimental procedure is simulated using advanced finite element models, elucidating several features of joint behavior and complementing the experimental results. Overall, a good agreement is found between numerical simulations and experimental results, in terms of both global response and local strains at the vicinity of the welds. Furthermore, the structural performance of the welded tubular joints under consideration is assessed using available design methodologies in terms of both ultimate strength and low-cycle fatigue resistance, in an attempt to validate an efficient design methodology for low-cycle fatigue. The results from this research effort are aimed at developing the necessary background for the possible use of high-strength steel in tubular steel lattice structures, particularly in offshore platforms for renewable energy production. They can also be used as a basis for the possible amendment of relevant design specifications and recommendations for including special provisions for high-strength steel structural systems.