基于压条拘束的薄板接头焊接失稳控制

将焊接试验与数值模拟相结合，对采用压条拘束控制的2种典型焊接接头失稳变形机理进行了研究。基于热-弹-塑性有限元方法，分别再现5mm厚对接接头和T型接头在常规自由态和压条拘束下的焊接过程，将2种接头计算得到的面外变形与焊接试验后测量的面外变形进行对比，从而验证所采用的有限元计算方法的准确性。分别计算对接接头与T型接头在不同压条拘束距离下的面外变形，并分析拘束距离对2种接头焊接失稳变形的控制效果；比较不同拘束距离下接头的焊接温度场及固有变形，阐明压条拘束控制2种焊接接头失稳变形的机理。结果表明：施加压条拘束使对接接头的纵向固有收缩和横向固有弯曲均减小，从而控制其焊接失稳变形；T型接头施加压条拘束后，几乎不影响纵向固有收缩，但使得横向固有弯曲显著减小，从而达到控制焊接失稳变形的效果。     

金属型药芯焊丝在船体大合扰口CO2单面焊中的应用

药芯焊丝CO2单面焊是船体建造大合拢口焊接中的一种主要焊接工艺方法，该工艺一般是在接头背面敷以陶质衬垫，采用钛型（E71T-1）药芯焊丝施焊。在生产中我们发现，当焊工使用较大的电流、坡口间隙较狭窄、焊接速度较快或接头拘束度极大时，打底焊道表面中央常会出现肉眼可以观察到的断续状热裂纹，增加了返修工作量。     

焊接残余应力对灰铸铁焊接冷裂纹的影响

采用灰铸铁试样,以焊接冷裂纹三要素中的拘束应力和组织结构为研究方向,采用直Y型坡口焊接裂纹试验法,研究了焊接残余应力对灰铸铁焊接冷裂纹的影响.研究结果表明:焊后通过对焊缝进行全覆盖超声冲击,一方面可以大幅度改善焊接结构的残余应力,经超声冲击处理后的试样焊缝测量点的残余应力σ1分别为-53MPa、-57MPa,σ2分别为-37MPa、-80MPa;另一方面可以加速焊缝石墨球化过程,消除半熔化区白口组织.因此焊后合理的超声冲击处理能够从拘束应力和淬硬组织两方面抑制焊接结构冷裂纹的产生.超声冲击处理减少焊接残余应力的效果和热处理相似.     

船体焊接接头的拘束度及其对冷裂缝的影响

前言在用低合金高强钢制造船体结构时,如何防止焊接裂缝是一个重要课题。在生产实践中,大家知道,焊接接头的刚性越大越容易产生裂缝;用以防止焊接裂缝的预热温度同接头的刚性大小也有关系。但在过去,对焊接接头的刚性只有定性的概念,而缺少定量的方法,因此在生产实践中,迫切要求解决如下问题:对实际的焊接接头的刚性进行定量评定,以确定在不同刚性水平下某钢种产生冷裂缝的倾向。所谓“拘束度”,就是具体用来评定焊接接头刚性大小的一个力学参量,它对定量研究焊     

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。     

14MnMo钢的宽板拉伸试验

按规范设计的焊接结构中,焊接接头是最薄弱的部位。这不仅是因为焊接热循环使接头区材质恶化,而且就缺陷的集中程度以及应力水平而言,该部位也是整个结构中的危险区域。因此,研究焊接接头的断裂特征,确定接头的转变温度,乃是焊接结构断裂安全分析的主要内容。试验方法虽然很多,但在目前,从模拟结构的拘束状态,以及材质和焊接工艺对接头断裂特征的影响来看,全板厚带缺口和残余应力焊     

船舶结构T型接头焊接变形数值模拟研究

基于ANSYS WORKBENCH有限元软件,建立了某集装箱船T型焊接接头的热-弹塑性有限元模型。通过顺序耦合的计算方式,对接头的焊接温度场、焊接残余应力及变形进行了数值模拟。最后将数值模拟结果与试验结果进行比较。研究结果表明：数值模拟计算得到的T型接头横向位移和纵向位移与试验结果相符合,所建立的数值模拟模型较准确地预报了T型接头的焊接变形情况。     

焊接高强度低合金钢产生的层状撕裂

高强度低合会钢焊接时产生的层状撕裂,对重要的结构件是十分有害的。在角接接头,T型接头,开坡口的、不开坡口的,或是它们的组合焊缝的热影响区会产生很大的焊接应力。这种产生于板厚方向上的高拉伸应力的大小,取决于焊缝的尺寸、焊接方法和构件接头处的拘束应力。     

基于内聚力模型的船舶焊接接头裂纹萌生及扩展分析方法

船舶一般为大型焊接结构,焊接接头处较易产生裂纹等缺陷,因此需开展焊接接头裂纹萌生及扩展研究。首先,基于双线性内聚力模型对不锈钢钎焊接头模型进行裂纹萌生及扩展的数值模拟计算,获得载荷与裂纹扩展长度的关系,并与文献试验结果进行对比分析。在两者结果较为一致的基础上,采用相同方法对船舶典型焊接接头的裂纹萌生及扩展进行数值模拟计算和分析。结果表明,基于双线性内聚力模型的裂纹萌生及扩展分析方法能够较好地模拟船舶焊接接头裂纹扩展过程中的开裂、损伤积累及损伤未积累阶段。焊接接头裂纹萌生及扩展研究可为后续进行相关船舶结构安全评定奠定理论研究基础。     

板板焊接构件应力强度因子的工程化方法研究

针对承受拉弯载荷作用焊趾处含有表面裂纹的T型焊接接头,提出了一种根据裂纹最大张口位移量确定裂纹最大深度处应力强度因子的新方法。基于有限元数值计算,考虑了模型尺寸效应、焊接尺寸、裂纹深度比、裂纹形状比等因素对应力强度因子的影响,建立了拉伸、弯曲载荷对应的修正系数表达式,提出了基于裂纹表面最大张口位移确定T型焊接接头裂纹深度方向的应力强度因子的简便方法。以十字形板板焊接接头为例,显示该方法适用于任意形式的板板焊接接头。     

ZG230-450C大型艉轴架焊接工艺

针对某船艉轴架ZG230-450C大型铸钢件焊接时容易产生层间撕裂和大的焊接变形问题,开展焊接工艺认可试验。采用CO_2药芯半自动平角焊,应用直流反接法、全焊透T型接头,选用TWE-711药芯焊丝,开设U型坡口,合理布置焊道和焊接顺序,采用合适的工艺参数。2名焊工等速同时相向施焊,严格控制焊接操作过程和热处理,并对艉轴架进行合理的刚性固定,确保焊接质量满足要求,控制和矫正焊接变形。     

造船焊接工艺评定的适用范围及船厂的对应措施

从钢材种类、试件厚度、管子直径、焊接材料、焊接位置、接头形式、焊接条件等七个方面介绍了各船级社焊接工艺评定适用范围的相关规定,通过对适用范围的分析,提出船厂的对应措施,指出若综合利用各项规定,将大大降低工艺评定的数量,提高工艺评定的可用性.     

S32750超级双相不锈钢管钨极氩弧焊焊接工艺研究

通过焊接工艺评定试验,对S32750超级双相不锈钢无缝钢管的焊接接头做力学性能测试及金相试验,检测接头的点腐蚀性能,从而对钨极氩弧焊的焊接工艺进行评定,以保证焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能满足要求。     

CTOD Testing and Evaluation for Weld Joint of UOE Pipeline Steel

根据英国标准BS7448,对UOE直缝埋弧焊管不同钢级管线钢焊接接头进行裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧度测试.结合加拿大标准CSA Z662-07及挪威船级社规范NDV-OS-F101,在试样形式选择、缺口取样方向、后期金相检验等方面对断裂韧性评定方法加以完善.试验结果表明X70、X65级管线钢均具有良好韧性,符合规范NDV-OS-F101的要求.X70级管线钢焊接接头各区域韧性分布规律为:母材性能最好,焊缝次之,热影响区(HAZ)相对较差.X65级管线钢其HAZ的韧性优于母材和焊缝.其原因是:X65级钢母材含有一定气孔、夹杂,断口出现分层裂纹,导致CTOD结果分散性大.另外,X65焊缝组织为混晶组织分布不均,含有大量M-A脆性组织物,导致韧性下降.该评定结果为海底管线钢制造工艺改进提供了依据,也为海洋工程结构安全性评估奠定了基础.     

FCB法根部焊缝表面横向裂纹分析及预防

FCB法单面埋弧焊广泛应用于平直板的拼板焊接,但此方法焊接线能量较大,工艺控制不当有可能在根部焊缝出现表面横向裂纹。本文从宏观和微观两个方面分析了FCB法单面埋弧焊根部横向裂纹的产生机理,并结合生产现场制定了相应的工艺措施,改善了根部焊缝产生表面横向裂纹的情况。     

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。     

船体全焊透T型焊接接头的超声波检测研究

文中主要针对船舶焊接中常见的缺陷及检测工艺,利用超声波探伤对T形模拟试块从各个面的不同部位进行检测,经评定分析比较,找出了最便捷准确的检测方法。试验表明,超声波探伤法可以为检测船体全焊透T型焊接接头焊缝缺陷快速找出最佳检测面,对船舶生产实践有一定的实践指导意义。     

海洋钻井平台桩腿齿条板与半圆板焊接工艺试验

针对400ft钻井平台桩腿齿条板与半圆板焊接全熔透的新要求,笔者通过试验和不同施焊方法相结合的方式分析了组对间隙和清根与否等因素对Q690E试板接头根部熔深的影响。结果表明,无论采用何种焊接方法,反面清根后施焊,接头熔合状况均良好,且采用实芯焊丝比药芯焊丝接头熔深大。正面气保焊打底,反面不清根采用气保焊施焊,接头熔合不良;而反面采用埋弧焊施焊,接头可实现熔透,但工艺还有待优化,以避免结晶裂纹的产生。     

海底管线钢焊接接头的安全评定及寿命预测

本研究在给定裂纹尺寸和载荷条件下,根据CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP(Structural Integrity Assessment Procedure),针对API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定.根据拉伸试验结果,建立了X65管线钢焊接接头焊缝和母材的一级、三级评定曲线.评定结果表明,不论是采用一级或是三级评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,说明该结构是安全的.并根据上述评定结果对结构进行疲劳寿命估算,具有实际的工程意义和经济价值.     

T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算方法

T型接头是船舶与海洋结构物的典型结构形式之一,其焊趾处常常是疲劳热点区域。T型接头焊趾表面裂纹的应力强度因子是船舶与海洋结构的、基于断裂力学安全评定和疲劳寿命预测的基础。本文对T型接头表面裂纹应力强度因子的计算方法,尤其是Bow ness等人提出的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的计算公式进行了分析,在此基础上导出了形式简单,物理意义明确的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算公式,并和相关的应力强度因子的计算结果进行了比较,证明了本文简化方法的可行性。