超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究

根据重庆市江津观音岩长江大桥各梁段和锚拉板的施工制作工艺,以足尺比例制作3个索梁锚固区域锚拉板与工字型截面主梁的连接试件,进行超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究.结果表明:焊接后,各焊缝存在着相当大的焊接残余应力,很多焊缝平行焊缝长度方向的焊接残余应力在300 MPa(拉应力)以上.实施超声波冲击后,熔透角焊缝X方向的焊接残余应力平均下降50%以上,Y方向平均下降60%以上;丁字型接头焊缝X方向的焊接应力平均下降89.7%,Y方向平均下降96.5%;有些测点的焊接残余应力从拉应力变为压应力.可见,超声波冲击可大幅度削减焊缝的焊接残余应力的峰值(尤其是对高焊接残余应力的焊缝),并能使焊接应力的分布更趋合理化,明显改善锚拉板区域的受力状态,有利于提高焊缝的疲劳强度.     

超声冲击技术消除转向架构架焊接残余应力试验方案分析

为消除转向架构架焊接接头残余应力,尝试应用超声冲击法消除焊接接头残余应力。给出了采用超声冲击测试转向架构架焊接接头残余应力试验方案,测试超声冲击前后工艺条件下,焊接接头残余应力的变化特征和规律。对超声冲击前后焊接接头的微观组织和常规力学性能进行了检查测试。结果表明,超声冲击后焊缝区强度有所提高。     

焊接构架残余应力测试技术研究

巴克豪森噪声磁弹性法是重要的无损检测方法,比较适合用于铁路客车焊接构架组焊后的残余应力测试。本文在介绍了巴克豪森噪声测试原理基础上,提出了利用巴克豪森噪声进行构架残余应力检测的初步设想。     

磁弹性法无损测试转向架残余应力分布的试验研究

利用磁弹性法研究了转向架构架焊接残余应力的分布和焊后热处理对焊接残余应力消除的影响,讨论了适合生产实际的焊后热处理条件.结果表明,焊缝区存在着高焊接残余拉应力,且纵向应力远大于横向应力,丁字形焊缝区产生应力极大值;焊后热处理能显著降低焊接残余应力,并且焊后热处理温度越高,消除效果越好,选择630℃、2.5 h进行焊后热处理时,残余应力平均消除率可达到56.6%.     

车架焊接残余应力与变形的控制

分析地铁调车机车架焊接残余应力与变形产生的原因及影响因素,针对车架结构形式制定控制预防措施。     

焊前喷砂和焊后热处理对焊接残余应力的影响

用钻盲孔法,研究了转向架用低合金结构钢对接焊试板焊接残余应力的分布、焊前喷砂处理和焊后热处理对焊接残余应力松弛的影响.结果表明,在焊缝区及热影响区存在高焊接残余拉应力,且纵向应力远大于横向应力;焊前喷砂处理能使母材表面形成较大的残余压应力;焊后热处理能够显著降低焊接残余应力,纵向残余应力σx松弛率基本在75%～97%之...     

超声冲击处理对铸钢件焊接残余应力的影响

以B级钢( ZG25 MnNi)焊接结构为对象,对混合气体保护焊焊缝进行了全覆盖超声冲击试验,研究了超声冲击处理对焊接残余应力的影响.焊接残余应力测量结果表明:焊后进行的焊缝全覆盖冲击可以在焊缝表面以下一定深度有效地引入有益的压应力层,从而改善焊接残余应力分布;超声冲击处理对焊接接头残余应力的改善效果强于采用焊前预热等处理工艺;焊前预热和焊后缓冷措施将在一定程度上降低超声冲击后的焊缝不同区域产生的残余压应力.     

焊后处理对改变焊接构架（模拟梁）上残余应力状态的试验研究

通过对机车焊接构架模拟梁焊缝三个区沿深度方向的应力测试，得到了大量的测试数据，基本摸清了焊缝区不同处理状态的纵，横两向应力分布情况，为工厂制定工艺提供了可靠的基础数据，填初了我厂对大型焊接件压力分布测试技术的空白。     

焊接残余应力对钢结构疲劳性能影响研究

针对机车车辆各焊接承载部件的结构疲劳性能,在广泛参考和借鉴国际上动态承载焊接结构的疲劳研究成果,并对各种现行国内外工业设计标准或规范进行对比研究的基础上,主要就焊接残余应力的结构疲劳性能影响及其考虑方式相关内容进行了详细和深入的探讨.明确在机车车辆各焊接承载部件的焊缝接头疲劳设计、强度评定及寿命预测分析中,必须重视焊接残余应力的疲劳影响作用,并应依据实际结构几何及焊缝接头形式、承载特点、残余应力真实分布等因素,采取适当方法予以合理考虑.     

铝合金牵缓结构焊接残余应力超声波法测试研究

采用超声波法和盲孔法分别对铝合金牵缓结构相应焊接工艺的对接焊、角接焊试件进行了焊接残余应力测试研究,通过对比,验证了超声波法测试焊接残余应力的可靠性;采用超声波法对牵缓结构关键部位焊接残余应力进行了测试,并对其焊接残余应力水平及分布规律进行了评估。     

转向架构架焊接残余应力和变形的控制

在控制转向架构架焊接残余应力和形变的制造技术中,存在2种不同的加工工艺。国外相关企业采用的新工艺是采用控制焊接温度来制约焊接件变形,并且通过适当的焊接工艺以及焊接工装来保证加工面的位置精度。与此相对,国内传统工艺的构架焊接后整体退火是一种相对落后的工艺方法。文章对2种工艺进行了对比分析,阐明了新工艺的先进性。     

焊接生产中控制焊接应力及变形的措施

本文简单归纳了焊接生产中控制焊接应力及变形的常用措施。     

磁弹性法在测量准高速客车构架焊接残余应力中的应用

焊接残余应力的存在影响着构架的疲劳强度和疲劳寿命。目前，工厂中一般采用回火时效和振动时效法对焊接构架中的残余应力进行消除。磁弹性方法是一种快速，简便，无损的表面残余应力检测方法。本文利用磁弹性方法测定了准高速焊接构架用１６Ｍｎ钢的磁声特性曲线，并以此作为标定曲线对准高速客车焊接构架的原始状态，回火法消除残余应力状态及振动消消除残余应力状态等三种状态下构架的焊接残余应力进行了现场测试。并对采用上述两     

铁路货车制动管焊接残余应力测试与焊接组装工艺改进

应用钻孔法对脱轨阀制动管进行了焊接残余应力测试,测试结果表明原焊接工艺条件下,由于制动管管身端部在焊接热的作用下伸长变形受到限制,加剧了焊缝处的径向收缩变形,导致焊趾处产生较大的残余拉应力,在外载荷的二次应力作用下,制动管焊趾处承受了较大的拉应力,增加了制动管焊缝处的疲劳破坏几率。通过对焊接组装工艺改进,降低了制动管焊后焊趾处的残余拉应力,可有效提高制动管疲劳寿命。     

利用巴克豪森效应测量转向架焊接构架残余应力

随着列车速度的提高,高速客车转向架构架在焊接过程中产生的残余应力对焊接构架性能的影响日益突出,其后果可能造成构架开裂,危及行车安全。因此测定并掌握焊接残余应力在焊接构架中的分布规律十分必要。利用巴克豪森效应测量转向架焊接构架残余应力是有效的方法之一。本文分析了巴克豪森效应测量原理,研究了系统的测量方法,并对大量测量数据进行了统计分析,从而确定了构件的残余应力分布,并从工艺上提出了消除残余应力的对策。     

转向架构架焊接残余应力与变形的研究

论述了研究与控制高速客车转向架焊接残余应力与变形的方法。针对高速客车焊接构架的结构特点和制造工艺,提出了一些工艺措施。     

钢轨中的残余应力

概述了钢轨中残余应力的产生原因、分布形态以及对钢轨使用性能的影响,同时简要介绍了测量钢轨中残余应力的几种常用方法.     

焊接残余应力对钢板梁极限承载力的影响

用作者提出的钢板梁面内极限荷载的半解析初应力解法，定量地分析了残余应力对钢板梁面内极限承载力的影响，并与试验结果进行了比较，数值结果表明，残余应力降低钢板梁的极限承载力在１０％以内。     

超声波冲击对转向架构架焊缝残余应力的处理效果研究

为了研究超声波冲击对轨道客车转向架构架焊接残余应力处理效果的影响,对对接试板及构架的对接焊缝分别进行了超声波冲击处理。采用X射线衍射法,对处理后的焊缝及热影响区表面进行了残余应力测试。测试结果显示：对接焊缝的纵向应力峰值出现在距焊趾2 mm处,拉应力值达到410 MPa,从焊缝中心线到焊趾外25 mm范围内的应力梯度达460 MPa;经超声波冲击处理后,纵向应力降至-400 MPa左右,应力梯度降至约150 MPa。横向应力峰值出现在距离焊趾5～10 mm处,应力值-50 MPa～50 MPa。超声波冲击处理再经打砂后,对接焊缝的表面残余应力水平相当,分布更加均匀,应力梯度降至100 MPa以内。研究结果表明：超声波冲击处理方法能够大幅削减焊缝区表面的高值拉应力,并将残余应力的分布明显均匀化。该方法对于削减转向架构架产品局部的高值拉应力具有实际应用价值。     

焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响

为提供一种考虑焊接残余应力重分布效应的疲劳裂纹扩展数值模拟方法,并以此研究焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响,采用热弹塑性有限元法计算焊接残余应力,再基于计算机图形学与等参元逆变换提出应力映射技术,并借助该技术将计算的应力映射到疲劳裂纹扩展分析模型.采用NASGRO方程,考虑焊接残余应力的重分布效应,研究焊接残余应力对疲劳寿命的影响.研究结果表明:1)即使是很小的焊接残余拉应力也可能对材料疲劳寿命造成显著的降低.相反,很小的焊接残余压应力也可能显著地提高材料的疲劳寿命,本算例不到10％材料屈服强度的焊接残余拉/压应力,将疲劳寿命降低了/提高了25％/75％以上;2)焊接残余拉应力对疲劳寿命的影响随着应力的增大而增大,但增大的比例随着应力值的增大而显著减小;3)残余压应力对疲劳寿命的影响程度要比同值的拉应力影响大.此外,根据研究结果还给出了一些降低焊接残余应力不利影响及提高材料疲劳性能的工程建议.