低强匹配对接接头焊接残余应力的数值模拟分析

利用有限元软件abaqus,开发了一个顺次耦合的热应力有限元计算程序,对0cr18ni9/20和1cr5mo/20异种钢焊接接头残余应力进行了有限元模拟分析.结果表明,无论是采用奥氏体不锈钢焊条a302焊条还是镍基焊条incone182焊条,0cr18ni9/20钢和1cr5mo/20钢焊接接头中最大的轴向残余应力和环向残余应力产生在20钢侧的热影响区,0cr18ni9侧有最小的焊接残余应力.采用incone182来代替a302可以有效地降低残余应力值,提高抗应力腐蚀开裂的能力.

利用有限元分析软件marc,对冷却后的九层玻璃/铝阳极焊接试件进行数值模拟分析,获得了九层阳极冷却试件内残余应力和应变分布。模拟结果表明,试件冷却后各处的冷却收缩量不同,其内部存在残余应力和应变,试件发生翘曲;过渡层内的等效应力最大,且关于铝层呈对称分布;铝层内的等效应力值达到了屈服极限,表明铝层发生了塑性变形,且铝层内的等效应变最大。

通过余高削平的10crni3mov钢低匹配对接接头的拉伸和脉动拉伸疲劳试验,研究了匹配比对高强钢对接接头力学性能的影响,给出了匹配比与削平对接接头疲劳强度及寿命的关系方程.结果表明,随匹配比降低,削平对接接头抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度降低,但匹配比对接头抗拉强度影响较小,对断后伸长率和疲劳强度影响较大;由于焊缝冶金强化和力学强化效应的作用,接头抗拉强度和疲劳强度远高于焊缝熔敷金属本身.匹配比过低的焊接结构缺少满足需要的塑性储备,以接头断裂模式为标准,进行了匹配比下限值的初步界定.

弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标,基于材料力学方法针对三点弯曲时低匹配对接接头的余高形状设计,提出了等弯曲承载能力(eblcc)的设计思想、判据及实现条件,并给出了三点弯曲接头余高形状设计方案,同时对理论分析结果进行了有限元验证.结果表明,理论计算余高形状为抛物线形,有限元结果与理论分析基本吻合,eblcc设计使峰值应力从低匹配接头承载薄弱的焊缝区转移到近焊趾的母材部位,从而提高了低强焊缝的弯曲承载与抵抗弯曲变形能力.余高双侧对称圆弧型可以替代抛物线型.这种设计方法对高强钢低匹配对接接头设计及应用具有参考和指导意义.

四、曲面工件对接接头的超声检测 1、基本要求 曲面工作是指（检测面）直径小于或等于500mm的承压设备，其检测方法基 本与9.2节所述的平板对接焊接接头的检测方法类似。但曲面工件纵缝和环缝因 其曲率的原因，有其自身特点。 1.1.检测条件的选择 （1）探头应根据工件的曲率和材料厚度选择探头k值，为了达到较好 的耦合宜选用小晶片探头。 曲面纵缝检测与管材纵向缺陷检测类似，应考虑几何临界角的限制，确保声 束能扫查到整个焊接接头。为了达到较好的耦合效果，若曲率较大，应将探头接 触面修磨成与工件外表面相吻合的曲面，此时应意探头入射点和k值的变化，并 用曲率试块作实际测定。 曲面环缝检测一般探头不需修磨也可有较好的耦合效果。若耦合效果不好， 可考虑修磨探头接触面。 1.2.对比试块 直接采用csk系列标准试块时，缺陷定位定量时考虑

为研究整体绝缘焊热过程,建立整体绝缘接头对接焊三维温度场有限元数值分析模型。考虑材料非线性并采用热弹塑性有限元方法,模拟整体型绝缘接头的温度场、应力场及变形情况,同时模拟分析温度场对整体型接头密封性能的影响。

铝合金在采用对接接头胶接时能保证连接强度,但其应力分布不容易分析.通过数值分析方法,在ansys软件平台中通过搭建两种不同形式的铝合金对接接头,研究模型弯曲时其应力分布情况.胶层应力在两端部分波动较大,在中间应力分布比较有规则,x、y与第一主应力与胶结长度几乎成线性分布,而胶层的平均应力关于胶层的中点位置几乎呈现对称的抛物线分布.基于以上规律可以为铝合金在受到载荷时对接头的设计提供一定的方法和建议.

根据实际钎焊条件,采用有限元数值模拟方法对ti(c,n)/45号钢钎焊接头残余应力的大小及分布进行分析,结果表明,在钎焊温度为880℃条件下,接头轴向残余应力在ti(c,n)金属陶瓷侧表现为拉应力,45号钢侧表现为压应力,且拉应力的峰值出现在ti(c,n)金属陶瓷侧的外边缘靠近钎缝的很小区域内。

采用有限元热弹塑性分析方法对t形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟t形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序t形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对t形接头的残余应力和变形有较大的影响,采用先焊一侧,然后焊另一侧的方案所得到的残余应力和角变形最小.

采用ni60合金粉末对q235b钢焊态十字接头进行了氧—乙炔火焰喷熔处理,同时进行了高频疲劳试验.分析认为喷熔修形改善了焊接接头的几何外形.喷熔修形态十字接头在2×106循环周次下的疲劳强度比原始焊态提高了64.5%.基于氧—乙炔火焰喷熔工艺参数,采用ansys12.0软件对喷熔过程进行了热-应力耦合的有限元模拟,分析认为,焊缝和涂层表面的残余应力仍为拉应力,但是残余拉应力的大小和喷熔前原始焊态接头表层的残余拉应力相比略微减小.原始焊态接头表层的拉应力约为238mpa,喷熔修形后喷熔层表面的残余拉应力约为182mpa,即火焰喷熔使得焊接接头表层的残余应力降低了24%.

对a5083铝合金焊接接头进行抛丸处理，测试抛丸前后焊接接头的表面残余应力以及沿深度方向的残余应力。研究结果表明，经抛丸处理后，接头的应力平均值均呈下降趋势，抛丸前应力平均值绝大多数为正数，表示接头应力为拉应力状态，抛丸后接头应力为负数，表示接头应力变为压应力状态，残余应力处于压应力状态有利于抑制裂纹萌生，改善结构的疲劳性能。抛丸对铝合金焊接接头残余应力的影响在600gm左右，抛丸对焊接接头的改善应力大小为180mpa左右。

采用手工焊和co2气体保护焊在不同的焊接工艺下对5.8mm厚dp590进行了焊接,采用盲孔法沿焊缝一侧测量了从焊缝到母材的残余应力.结果表明,采用手工焊时焊缝区纵向应力和横向应力均为拉应力,当热输入增加8.4%时,残余应力没有发生大的变化;采用co2气体保护焊时,焊缝区纵向应力均为拉应力,当热输入增加33.1%,横向应力由压应力转变为拉应力,纵向应力增加133mpa,增幅为140%,横向应力增加71mpa,增幅为322%.此外,从试验结果可以看出,热输入对横向应力的影响较纵向应力大.

对a5083铝合金焊接接头进行抛丸处理，测试抛丸前后焊接接头的表面残余应力以及沿深度方向的残余应力。研究结果表明，经抛丸处理后，接头的应力平均值均呈下降趋势，抛丸前应力平均值绝大多数为正数，表示接头应力为拉应力状态，抛丸后接头应力为负数，表示接头应力变为压应力状态，残余应力处于压应力状态有利于抑制裂纹萌生，改善结构的疲劳性能。抛丸对铝合金焊接接头残余应力的影响在600gm左右，抛丸对焊接接头的改善应力大小为180mpa左右。

焊接残余应力存在导致q545r焊接接头热影响区产生裂纹。本文基于有限元软件abaqus，开发了一个顺次耦合的焊接残余应力有限元计算程序，对q345r焊接接头热影响区域补焊残余应力进行了模拟计算，得到了补焊残余应力的分布规律。其结果表明：补焊后，残余应力值比焊态下残余应力值有所降低。横向残余应力高于径向残余应力，这意味着焊接区域产生纵向裂纹的可能性较高。为此，对实际补焊修复提出了建议，为优化补焊工艺、控制残余应力提供了参考依据。

本文采用数值模拟的方法,对船体结构的某一环形拘束焊缝进行焊接残余应力的模拟计算。同时采用压痕式应力测试仪,对实际船体结构进行测试,并与模拟结果相对比验证。结果表明,模拟结果与实测结果测得的焊接残余应力分布规律基本一致,环形拘束焊缝纵向残余应力大于横向残余应力,最大焊接残余应力位于靠近热影响区的直线段焊缝近表面处。

在分析t形接头焊接温度场的时候，要充分利用单元死活技术以及椭球形移动热源模型。然而在分析焊接顺序对t形接头焊接残余应力场的影响的时候，要采用数值模拟的方法，来研究其中相关的数值。在多道焊、分段焊以及多层焊中，主要采用不同的方法来研究其中出现焊缝的区域。并且能够分析其中的降低效果。本文主要从分段焊、多层焊以及多道焊的焊道顺序来分析t形接头焊接残余应力场的影响。

为提高下向焊大口径管的焊接质量,针对下向焊大口径管的焊接工艺特点,选择适当的射线透照工艺和技术参数,对下向焊大口径管对接焊缝进行100%x射线探伤。通过所拍x光底片,分析焊接时生成缺陷的类型、位置以及产生原因。

本文主要针对焊接接头微观组织演化建模及其可视化方法进行研究。采用元胞自动机模型,通过对焊接接头的微观组织晶粒生长进行模拟来分析和研究微观组织的形态学和动力学特征;通过微观组织图像人工生成技术,直观、精确地展现出微观组织演化的可视化效果。实验结果表明,经过回归分析得到的晶粒生长指数同主流的burke经验公式相符,使用元胞自动机算法对微观组织演化进行的可视化模拟得到了令人满意的效果。

焊接接头超声检测讲稿8-奥氏体不锈钢对接接头的超声检测

针对高速转向架构架上新设计的郁金香坡口焊接接头,运用abaqus有限元软件对该形式接头多道焊和焊后tig重熔处理进行了数值模拟,分别计算了多道mag焊和焊后tig重熔处理的温度场、残余应力场和应变,对比分析该接头形式mag焊后和tig重熔处理后在不同路径下的横向与纵向残余应力及应变分布。结果表明,tig重熔影响区产生的新残余应力值较多道mag焊时大幅增加且以拉应力为主,tig重熔产生的焊接变形主要在板厚方向,计算结果对结构设计具有一定指导意义。

Q235钢对接接头熔化焊金相组织

对铁路转向架用s355j2w耐候钢和sma490bw耐候钢匹配不同焊丝(chw-55cnh,g424m21z)焊接得到三种接头。采用光学显微镜、电化学测试和慢应变速率试验等对焊接接头的显微组织、电化学性能以及耐应力腐蚀性能进行了研究。结果表明:s355j2w耐候钢配g424m21z焊丝接头属于高匹配接头,母材与焊缝的强度差距大,容易在接头部位造成应力集中,具有较大的应力腐蚀倾向,其电化学腐蚀倾向最高；s355j2w耐候钢配chw-55cnh焊丝接头属于高匹配接头,应力腐蚀倾向较低；sma490bw耐候钢配chw-55cnh焊丝接头属于低匹配接头,母材与焊缝区的强度相当,接头处的应力集中较小,其应力腐蚀倾向很低,电化学腐蚀倾向也最低。