陶瓷-金属钎焊接头残余热应力研究进展

【目的】陶瓷与金属的理化性质差异较大,实现二者的钎焊连接面临陶瓷润湿性差和接头中存在残余热应力的问题。【方法】课题组对陶瓷-金属连接的活性钎焊法研究进展进行了综述,并介绍了复合钎料法、中间层法、陶瓷表面改性法、钎料或母材梯度化等目前常用的缓解陶瓷-金属接头残余热应力的方法,展望了降低陶瓷-金属钎焊接头残余热应力的未来发展方向,并提出应将复合方法与数值模拟分析、特种钎料作为缓解金属与陶瓷等异种材料焊接残余应力的研究重点。【结果】复合钎料法、中间层法和陶瓷表面改性法都能够有效缓解接头中残余热应力,改善接头性能,但均有一定局限性。【结论】结合工程发展与实际应用需求,迫切需要采用复合方法进行应力调控,发挥不同方法的优势,避免弊端,获得综合性能良好的钎焊接头将是陶瓷与金属钎焊领域中一个重要研究方向。     

关于焊接残余应力消除原理的探讨

焊接残余应力是焊件在进行焊接过程中通过热力加工、相对变化应力与塑造应力等超过焊件本身的阈值极限产生的,在经历冷却加工后依然不能进行消除的应力结果。焊接残余应力对大规模焊接工程十分重要,消除与否的结果直接关系到后续焊接零件工程的使用年限,因此凡所涉及焊接的相关工程都对焊接残余应力的消除方式方法十分关注。本文通过对焊接残余应力的产生条件进行阐述分析,介绍消除焊接残余应力的基本方法措施,从而探讨出焊接残余应力消除原理,提出在残余应力的产生过程中能够随着温度的持续上涨而发生弹性变化,并在常规条件下采用伸缩性应变能够减轻残余应力带来的弹性应变。此外,从焊接零件与工程还出现不间断裂纹的现象进一步证实了焊接残余应力消除原理的正确性,为后续相关研究提供了强有力的经验积累。     

焊接车架与其残余应力

介绍了焊接应力的产生、消除和测量,以及焊接残余应力对结构性能的影响,并通过一个实例,介绍了焊接车架残余应力的消除及测量过程,为焊接车架设计提供支撑。     

浅析焊接残余应力的产生及其消除方法

焊接过程必不可免的要产生焊接残余应力,由焊接残余应力产生的原理入手,分析焊接残余应力产生的真正原因及其影响因素,最后提出了减小及消除焊接残余应力的具体方法,指导实际生产。     

T型单边焊接接头弯曲疲劳裂纹位置研究

对Q345钢的T型单边焊接接头在弯曲循环载荷下的疲劳裂纹产生位置进行了研究,并计算了结构件的名义循环应力最大位置(不考虑焊接引起的截面变化),实际循环应力最大位置(考虑焊接引起的截面变化)。结果表明:疲劳试验中的名义应力最大位置不能反映焊接结构件的真实应力分布情况,而通过考虑焊接引起的截面变化的理论计算和有限元仿真得出的应力分布较为准确,由此得到的最大应力处为焊趾处,与裂纹位置一致。     

焊接工艺对齿条焊接接头疲劳性能的影响

依据强焊接规范和弱焊接规范加工了A、B两类焊接样件,通过对接头区域的显微硬度测试和断裂位置的金相观察试验,分析焊接工艺对接头不同区域微观组织的影响。采用板状试样,进行A、B两类样件焊缝的疲劳性能测试试验,获得不同应力水平下的疲劳寿命。根据对数正态分布计算出同一应力水平下不同可靠度所对应的疲劳寿命,从而拟合出两类样件的P-S-N曲线,并结合疲劳断裂位置、金相组织等特征对两类样件疲劳性能的差异进行分析。     

基于SYSWELD仿真的B型地铁侧梁焊接工艺优化

介绍了一种基于SYSWELD仿真的B型地铁侧梁的焊接工艺优化方法.通过对公司B型地铁侧梁焊接进行热源模型及其加载方法的研究,获得热源宏文件;通过对B型地铁侧梁不同焊接顺序及装夹条件下的焊接变形、焊接残余应力的计算过程及结果进行研究,获得较小焊接变形或焊接残余应力的焊接顺序、焊接规范、装夹条件等工艺信息,并据此对焊接工艺进行优化.     

考虑相变的Q345钢焊接残余应力的数值模拟

焊接过程伴随着材料内部相变,而相变会产生相变应力,对焊缝和热影响区的残余应力产生影响。以Q345钢为研究对象,建立了Q345钢平板对接焊的热-相变-力学耦合的三维有限元模型,分别模拟了考虑焊接相变与不考虑焊接相变时焊缝和热影响区的残余应力变化情况。结果表明：焊接过程中发生的相变会对焊后残余应力产生影响,主要表现为焊缝以及离焊缝较近的热影响区,焊接相变会明显提高焊后残余应力。在焊接的初始位置、末端位置以及焊接的中间位置均会产生较大的应力,但是相变只在焊接初始位置和末端位置会明显提高焊接残余应力,在其余位置表现不明显。     

加载频率对T型焊接接头疲劳寿命的影响

以Q345钢为母材制作的T型焊接接头为对象,分别采用低频、高频对其进行悬臂梁弯曲疲劳试验,利用国际焊接学会标准分析低频试验的疲劳寿命和高频试验的疲劳寿命。试验结果发现:T型焊接接头在低频试验下的疲劳寿命整体的离散性和疲劳极限都要优于高频试验,所以对T型焊接接头的研究应采用低频试验方案。     

X80管线钢焊接接头应力应变场数值分析与研究

管线钢焊接接头质量好坏直接影响管线钢的服役年限。本文采用SYSWELD软件对X80管线钢焊接接头的应力应变场进行数值研究,经课题组分析后采用更加符合实际情况的三维双椭球热源模型,结果表明,利用有限元软件SYSWELD可以很好地掌握焊接过程应力应变的变化规律。本研究能为优化焊接工艺、保证管线安全运行和风险评估提供技术支撑。     

云谷川倒虹吸压力钢管焊接工艺与残余应力研究

以青海省云谷川倒虹吸为工程背景,采用有限元分析软件ANSYS,建立考虑热-固耦合效应的压力钢管全熔透坡口焊三维焊接有限元模型,选用单向顺序耦合法,对输水压力钢管进行数值模拟分析,提出合理的焊接工艺,计算不同焊接工艺的压力钢管焊接残余应力和残余变形分布。焊接热源采用内生热率热源模型,多道施焊过程采用热源生死单元法模拟焊接全过程,从压力钢管施焊后内部残余应力与残余变形的大小及分布等方面进行对比分析,提出压力钢管制作的焊接工艺建议,为实际工程压力钢管制作提供技术依据,为类似工程提供技术参考。     

超声波钢结构T型焊接接头未焊透检测技术

钢结构T型焊接接头产生的危险性焊接缺陷多为根部未焊透。为了更准、更快地对此类产品进行检测,考虑仪器设备、现有技术水平和经济效益,选用单直探头在翼板外侧沿焊接接头经行超声波检测为最佳。文章通过实例分析和缺陷解剖说明此种方法是可行的。并在实际工作中发现了一些问题和特性,供参考。     

添加中间层对超声波焊接头界面及导电性能影响研究

研究了1060铝合金和T2紫铜添加中间夹层的超声波焊接。分析超声波焊接过程,得知平行振动方向的材料塑性流动强于垂直振动方向,且原子的扩散距离约是垂直方向的2倍。同种焊接参数条件下分别添加12μm厚的银箔、10~20μm颗粒大小银粉、铁粉、石墨粉为接头的中间夹层,通过EDS、SEM方法分析界面的塑性流动和元素扩散情况。添加银箔的接头电阻值约55μΩ,明显大于其他中间层的接头。     

RBF神经网络在后桥壳体焊接中的应用研究

在分析焊接残余应力影响因素的基础上,将RBF人工神经网络和有限元分析进行了有机集成,并用以解决后桥壳体焊接工艺优化的问题。首先用ANSYS对矩形对接板的焊接进行模拟,从分析结果中获取训练样本,对RBF网络进行学习,获得能够进行焊接结果判断的人工神经网络系统,最后用ANSYS对后桥壳体焊接过程进行数值模拟,模拟结果证明了系统的可行性。     

不同焊接顺序对重载AGV车架结构焊接残余应力的影响

利用Simufact.welding焊接有限元仿真软件,选用双椭球热源模型,对焊接材料为低合金钢S355J2的重载AGV车架结构进行焊接仿真。采用不同的焊接顺序,得到了残余应力和变形随时间的变化规律,并找到了最优焊接顺序。本研究将作为基础研究,为重型AGV结构焊接工艺的进一步实验研究提供初步的实验材料和设备。     

论焊接材料及工艺与铝合金焊接性能之间的联系

技术人员必须要对铝合金焊接材料以及焊接工艺进行合理的选择,找到焊接材料存在的共同属性,通过科学、合理焊接工艺的使用,提高焊接接头的性能。文章通过对铝合金焊接材料和焊接工艺选择的分析,研究焊接材料和焊接工艺对铝合金综合性能的影响力度,进而明确焊接材料和焊接工艺与铝合金性能之间的联系。     

异种钢焊接接头开裂原因分析

对异种钢焊接接头处产生的断裂缺陷进行分析,通过对异种钢焊接接头断口处裂纹断口、制造安装过程等分析,阐明产生裂纹缺陷的原因。     

T型断续焊接变形的数值模拟研究

针对焊接较长工件时焊接变形对设备的实用性及其表面的美观性的影响,从焊接工艺、焊接顺序、构件定位和焊接参数分析了对焊接变形的影响,对焊前、焊中和焊后的预防方法进行了讨论,以T型焊接件作为仿真模型,围绕焊接顺序、焊接结构进行讨论,采用交错断续、并列断续焊接与连续焊接对比,结合实际方案采用不同的焊接顺序,对焊接过程的变形进行数值模拟,并分析了焊接后的残余变形,结果表明:交错断续焊接的变形量最小,连续焊接次之,并列焊接最大。可对实际焊接过程提供一定的参考价值。     

304不锈钢耐高温接头的焊接工艺方法

304不锈钢由于其良好的耐腐蚀性能及耐高温力学性能,成为在工业化生产中应用最广的一种不锈钢,这对其加工性提出了更为严峻的挑战,尤其是焊接方面的要求变得愈来愈高。焊接工艺会对不锈钢接头的成形质量造成至关重要的影响。文章围绕提升304不锈钢接头在高温环境下使用性能,基于工业生产中出现的实际问题,提出一种有效的焊接工艺及措施,解决了生产实际中出现的问题,提升了焊接接头的服役寿命。     

奥氏体不锈钢的焊接特点及焊接工艺

通过对奥氏体不锈钢的焊接性分析,指出晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等是焊接时易出现的问题。可从制定合理的焊接工艺,包括焊条选择、焊接工艺参数、焊后处理等方面确保奥氏体不锈钢的焊接质量。