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.     

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。     

船用高强度钢焊接接头的应力腐蚀敏感性研究

本文采用慢应变速率拉伸试验法研究了两种船用钢12Ni3CrMoV和11Ni5CrMoV的焊接接头在人造海水中的应力腐蚀开裂行为，测定了接头各部位断裂时的应力场强度因子；并结合焊接接头的化学成分，显微组织、断口形貌，以及电化学特性对实验结果进行了讨论。     

D36-Z35钢两种焊接方法接头CTOD断裂韧度试验与分析

依据英国BS7448断裂韧性试验标准,对番禺30-1深海导管架项目广泛应用的超大尺寸焊接接头的低温CTOD断裂韧度进行了探讨.对采用手工电弧焊(SMAW)和药芯焊丝气体保护焊(FCAW)工艺施焊的大尺寸板厚的海洋石油平台焊接接头试样进行了CTOD试验.分别测试了0℃两种工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD断裂韧性,对试验结果进行了分析讨论.试验表明,除药芯焊丝气体保护焊热影响区接头两个试样数据无效外,其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为0.15mm的要求.这说明95mm的D36-Z35钢板手工电弧焊和药芯焊丝气体保护焊焊接接头可以在不进行焊后热处理的情况下使用.试验结果为免除这种板厚焊接接头的焊后热处理提供了依据,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,缩短生产周期,具有巨大的经济意义.     

海洋平台高强钢Q690E焊接接头CTOD的研究

海洋平台服役于海浪、风载荷、寒流等恶劣环境下,桩腿作为自升式平台稳定作业的关键,极易发生低应力脆性断裂.因此,桩腿不但要求具备足够高的强度,同时要求具备良好的低温韧性.CTOD可有效地评价钢材及焊接接头的断裂韧性和抗断能力.本文研究了海上钻井平台桩腿高强钢Q690E的CTOD,分析国产高强钢Q690E和进口Q690E母材及热影响区CTOD的差别.     

海洋平台用钢及其焊接接头的韧性研究

按照相关规范对海洋平台用钢EQ70、EQ56及其焊接接头进行低温CTOD韧度试验.对试验结果进行分析发现各组试样的CTOD值都存在一定的离散性,其中熔合线试样CTOD值的离散程度最大.证明熔合线处比焊缝中心更危险,并建议适当增加熔合线试样及焊缝中心试样的取样数量;适当降低焊接线能量可以提高焊接接头焊缝中心的韧度,为进一步提高焊接接头的韧度提供试验依据.     

船用钢T型焊接接头弯曲冲击性能试验研究

提出了一种船用钢T型焊接接头弯曲冲击性能的评价研究方法,通过落锤冲击试验进行了不同工艺参数下T型焊接接头弯曲冲击试验,确定了不同厚度T型接头的临界弯曲冲击高度.通过对临界载荷下发生断裂的T型接头进行能量分析来研究对T型接头弯曲冲击影响较大的焊接参数,利用扫描电镜分析8 mm T型焊接接头弯曲冲击后的断口形貌和形成机理,通过数值仿真来验证断裂过程和机理.研究结果表明：板厚3、6、8 mm T型接头的临界弯曲冲击高度分别为5、415、550 mm,随着板厚增加,接头弯曲冲击性能提升;在工艺评定参数范围内制成的同一厚度T型接头50°坡口角度试件弯曲冲击性能优于60°坡口角度试件;T型接头从焊缝中间区域发生断裂,随着断裂的扩展,材料韧性逐渐降低.     

R曲线法在焊缝金属延性断裂韧度测试中的应用研究

测定了不同焊接线能量条件下60kg级熔敷金属的JR阻力曲线和COD阻力曲线,得出了线能量对Jc、δc的影响规律。在实验范围内熔敷金属延性断裂韧度随焊接线能量增加而增大。总结了两种阻力曲线的各自特点以及产生实验误差的原因。相比较而言,JR曲线法在曲线回归时数据相关性更高,更精确。     

用SZ法测试焊缝金属延性断裂韧度的研究

采用SZ法对焊缝金属的延性断裂韧度进行了测定并作了线性回归分析，分析了SZ法的特点，并对其关键技术作了探讨。最后建议对于高延性采用SZ法，用实测钝化线与阻力曲线的交点所对应的延性断裂韧度值作其临界值。     

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。     

EH36船用钢焊接角变形有限元分析

采用有限元分析方法,根据实际焊接工艺过程,对船舶常用低温高强钢EH36中厚板的二道焊缝焊接温度场及焊接角变形进行了分析.中厚板焊接常为二道的埋弧焊接,在有限元分析中采用生死单元技术进行处理.有限元分析结果显示焊接温度场关于热源中心对称,同一厚度截面方向的节点处的焊接变形相同,而在横向由于焊缝在厚度方向收缩的不均匀性,处于焊缝间隙大的截面的节点焊接变形要大于处于小间隙截面的节点.实验结果证明了有限元分析的准确性.     

海洋工程钢结构腐蚀防护的研究进展

钢结构在海水中腐蚀损伤具有复杂性和多样性的特点,对其进行研究存在一定的挑战性。针对海洋工程装备的腐蚀问题,对钢结构在海水中的腐蚀机理、防腐寿命预测和评估进行概述。对比涂料防腐技术、金属涂层防腐技术、电化学防腐技术发现:国外有严格的国家环保法规,国内环保立法滞后,尤其涉及到高压低温环境中应用困难。     

DH36钢趾端焊接接头低温疲劳试验研究

常温S-N曲线无法满足极地低温环境下船海结构疲劳设计的需要,开展了-60℃条件下的船用DH36钢焊接接头低温疲劳强度试验研究。根据国标准设计DH36钢趾端焊接接头的疲劳标准试件,将试件放置在低温箱内采用热点应力方法进行疲劳热点应力测试,并与有限元计算结果进行对比分析,验证了试验测量的可靠性。试验共测量了两级应力范围水平,每级应力范围水平测量14个试件,基于测得的热点应力范围及疲劳寿命,利用单侧容限系数法得到了不同存活率下的p-S-N曲线,结果表明,低温条件下疲劳寿命符合对数正态分布,低温疲劳寿命高于常温疲劳寿命。     

中厚板大坡口单面焊接头的焊接分析

对中厚板大坡口焊缝的单面焊，从焊接热输入、温度场特征、变形及残余应力、接头组织及其机械性能方面进行分析，并结合生产实例，探讨了保证该类焊缝焊接质量的行之有效的方法。     

45mm厚板EH36级钢SEGARC法焊接工艺试验及应用

集装箱船的大型化和快速、经济的航运要求,使集装箱船船体结构更多采用厚板高强度钢.厚板高强度钢高效焊接工艺研究成为3 500TEU集装箱船关键建造工艺研究的重要课题.SEGARC法可以实现厚板立焊自动单层高效焊接.采用合适的TMCP钢、低温焊接材料及适当工艺措施,可以解决大热输入量SEGARC法焊接接头韧性下降问题.     

高强度船体结构用钢EH36超厚板焊接工艺研究

为研究船用高强钢EH36 100 mm厚拼板平对接焊焊接工艺,应用埋弧自动焊,选择合适的焊接参数,制定焊接工艺,对焊接接头进行力学性能试验,试验结果证明,该工艺能满足深水三用工作船对船体局部强度的要求,成功解决了船用高强钢超厚板的焊接工艺难题。     

我国焊接钢管发展近况

从我国能源战略出发，以较为详实的统计数据介绍国内焊接钢管的生产和应用情况及市场前景，对比分析了螺旋焊管和直缝焊管的技术优势和应用。     

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.     

船用大型焊接结构的焊接变形预测实例

对船体结构中常见的焊接接头在焊接过程中的力学行为进行了热弹塑性有限元分析,确定其固有应变与热输入的关系。在掌握固有应变规律的基础上,应用固有应变焊接变形分析软件,对低温储罐结构的焊接变形进行了预测。表明采用基于固有应变的弹性板单元有限元法,能够对大型船体结构进行焊接变形预测。