异种钢接头沿界面蠕变脆断的力学控制参量

沿焊缝界面发生的蠕变脆性断裂是异种钢接头早期失效的典型特征，本文利用有限元计算、高温密栅云纹和蠕变断裂试验方法，分析了铬－钼－钒系异种钢接头的蠕变应变分布特性，提出了临近界面低强母材侧的应力三轴度（σ＿ｈ／σ）是控制接头早期脆性断裂的主要力学控制参量的观点。

异种钢焊接接头加热后碳迁移区力学性能的变化规律

对奥氏体焊缝与珠光体耐热钢母材的异种钢焊接接头 ,采用热处理加速碳迁移法 ,分析了加热温度T和保温时间t对接头增碳层厚度h的影响规律和由此而引起的该区力学性能 (即缺口拉伸强度σb、冲击韧性αKU和冷弯角α)的变化。通过非线性回归分析 ,建立了h、σb、αKU和α对加热温度T和保温时间t的数学模型。理论分析与试验结果拟合良好。随着加热温度的提高和加热时间的延长 ,h增大而σb、αKU和α减小。据此规律可分析接头长期高温运行后碳迁移区的力学性能 ,进而估算接头的使用寿命。

不锈钢车体非熔透激光搭接焊热源模型

用激光搭接焊取代电阻点焊是解决不锈钢车体表面质量和密封性问题的理想方法,但在不锈钢车体非熔透型激光搭接焊工艺试验过程中,发现在常用的激光焊接工艺参数范围内,搭接接头的熔池形状近似花瓶状,不同于通常情况下热导焊时呈碗状和深熔焊时呈钉形.为此,基于ABAQUS有限元分析软件,分别对高斯热源、高斯热源+柱体热源、三维正锥体热源+三维倒锥体热源+半椭球热源等不同热源模型下激光焊接温度场进行了数值模拟.结果表明,采用三维正锥体热源+三维倒锥体热源+半椭球热源的组合模式下获得的熔池形状与试验结果拟合良好.

预制应力法控制核电站钢衬里筒体壁板焊接变形的研究

核电站钢衬里实施模块化设计建造,需要将整个钢衬里筒体圆周分形为数个壁板模块,每个模块单独焊接后再进行筒体的整体拼装和组焊,而现场自动焊接时要求筒体壁板边缘的径向位移量不能超过2 mm。为此,利用ABAQUS有限元分析软件,对预制拉伸应力后的筒体壁板焊接变形进行数值模拟,并用自行设计制作的预应力焊接成型工装对筒体壁板预拉伸应力和焊后壁板边缘的径向变形进行测定。结果表明,采用先焊接轴向角钢,再预制拉伸应力,焊接周向角钢的装焊工序,可明显减小筒体壁板边缘的径向变形,且随着预制拉伸应力的增大,焊接变形呈指数规律减小。当油缸顶升力达到18 MPa时,壁板边缘的径向变形量可控制在2.0 mm以内。

高温下碳在α-γ型异种钢焊接接头中的扩散

对高温下碳在α－ γ型异种钢焊接接头中的扩散行为进行了研究。通过非线性回归分析，建立了增脱碳层厚度（ Ｈ） 与加热温度（ Ｔ） 和保温时间（ｔ） 之间关系的数学模型。研究结果表明：增脱碳层的最大厚度是温度的函数，数值上等于数学模型的前半部分；模型的后半部分受扩散系数的影响，是温度和时间的函数。此数学模型与试验结果具有良好的一致性，可用来估算不同条件下增碳层和脱碳层的厚度。

异种钢闪光对焊接头蠕变断裂力学行为

分别对闪光对焊制备的高强匹配 (BM-WH-BL)、低强匹配 (BH-WL-BM)和中强匹配 (BL-WM-BH)的宏观力学不均匀异种钢接头进行了蠕变及蠕变断裂试验 ,并用有限元方法分析了不同匹配接头蠕变断裂的力学因素。结果表明 ,高强匹配和低强匹配接头均沿着邻近焊缝界面的低强度母材或焊缝侧发生断裂 ,并呈脆断特征 ;中强匹配接头蠕变断裂位置在远离焊缝界面的低强度母材区 ,呈延性断裂性质。应力三轴性是控制高强匹配和低强匹配接头脆性断裂的主要力学因素 ,而应变集中控制着中强匹配接头的延性蠕变断裂。

T91/12Cr1MoV异种钢焊接接头氢致裂纹的研究

用甘油法测定了从日本进口的ＣＭ－９Ｃｂ焊条、国内新研制的Ｔ９１专用焊条以及Ｒ３１７焊条熔敷金属中的扩散氢含量。通过阴极电解渗氢和定载延迟开裂试验，研究了不同焊条焊接时，Ｔ９１／１２Ｃｒ１ＭｏＶ接头的氢致裂纹倾向。试验结果表明，ＣＭ－９Ｃｂ焊条和新研制的Ｔ９１焊条优于Ｒ３１７焊条，而新研制的Ｔ９１焊条可以代替进口的ＣＭ －９Ｃｂ焊条。

电弧喷铝防腐涂层组织与性能的研究

用ＳＥＭ、ＸＲＤ等分析技术，研究了电弧喷Ａｌ涂层、Ｚｎ涂层及Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层的显微组织和相组成，测试了三种涂层的力学性能和在有机酸及中性盐介质中的耐腐蚀性能．结果表明，Ａｌ涂层的结合性能和耐腐蚀性能均优于Ｚｎ涂层和Ａｌ－Ｚｎ伪合金涂层．

焊缝界面区域应力状态对异种钢接头蠕变断裂行为的影响

从理论上分析了异种钢接头邻近焊缝界面低强材料区的应力状态及其对蠕变断裂行为的影响，建立了表征应力状态的应力三轴性σＨ／σ与蠕变应变率比εｃＷ／εｃＢ之间的定量关系式．分析结果表明：邻近界面低强材料的三轴拉应力是导致接头早期低塑蠕变失效的主要原因．

碳迁移对T91/12Cr1MoV异种钢管接头持久强度的影响

用焊接热模拟方法确定了焊后热处理工艺参数．通过选择9％Cr和5％Cr的焊材，研究了接头熔合区碳迁移行为，分析了脱碳层的碳浓度、碳化物类型、分布特征及其对接头持久强度的影响．

2.25Cr-1Mo钢TIG堆焊Fe_3Al合金的研究

通过TIG堆焊工艺试验,建立了填充金属含铝量与Fe-Al合金堆焊层含铝量之间的对应关系,研究了含铝量对堆焊层裂纹倾向、显微组织,力学性能及断裂特征的影响规律,确定了获得Fe3Al合金堆焊层所要求的焊丝含铝量范围,为研制开发Fe3Al堆焊焊丝提供了依据.

模拟异种钢接头蠕变力学特性的数值分析

利用有限元数值模拟了高强匹配异种钢接头在弹性一蠕变条件下的应力／应变场，结果表明，接头的应力／应变分布不均匀，在焊缝界面上，应力和应变分别呈不连续和不协调分布特性，并随着接头各区蠕变强度差别的增大，其分布梯度增大，峰值应力／应变提高，因此，蠕变强度梯度大的高强焊缝和低强母材的界面是接头的薄弱部位。

蠕变状态下高强匹配异种钢接头力学特性分析

本文利用有限元计算了高强匹配异种钢接头在蠕变状态下的应力应变场。计算结果表明，接头的应力应变呈不均匀分布特性。在焊缝界面区，应力应变分布梯度取决于焊缝和母材之间的蠕变强度比бｃｗ／бｃｂ，最高应力位于бｃｈ／бｃｌ界面的高强焊缝侧，最高应变集中在бｃｈ／бｃｌ界面的低强母材侧。增大焊缝宽厚比ｈ／Ｈ可提高接头的蠕变抗力。

异种耐热钢焊接接头低塑性蠕变失效力学因素的研究

用有限元法计算了异种耐热钢接头邻近焊缝界面低强度材料区的蠕变应变分布，建立了蠕变拘束区（ＣＲＺ）应力三轴度（σ＿ａｖ／σ）与蠕变应变速率的比值（εｗ／εｂ）之间的数学关系模型，并通过蠕变断裂试验证明了数学模型的正确性。理论分析和试验结果表明，焊缝界面低强度材料蠕变拘束区的应力三轴度是接头发生低塑性蠕变失效的主要力学因素。

球墨铸铁脉冲手工电弧冷焊可行性研究

本文通过对ＺＸ５系列晶闸管式弧焊电源改制，实现了低频脉冲电流输出，幅值电流、基值电流、脉冲频率和占空比独立可调。通过对比试验，研究了脉冲电弧冷焊球墨铸铁的可行性。

塑性变形对氢在钢中扩散行为的影响

用阴极电解渗氢法研究了塑性变形对低碳钢中溶氢和逸氢过程的影响．结果表明：氢的溶解扩散系数比逸出扩散系数大，且随着塑性变形量的增大，溶氢时扩散系数增大，逸氢时的扩散系数减小．电解渗氢量大于逸氧量，使钢中存在不能扩散的残余氢，且随变形量的增加。

基于响应面法的不锈钢车体激光焊接工艺参数优化

为解决电阻点焊不锈钢车体表面质量差、密闭性差等问题,采用二次回归旋转设计试验方案,基于响应面法建立了不锈钢车体激光焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)与预测响应值(熔深、熔宽、接头剪切拉伸载荷)之间的数学模型,能够根据车体表面质量和接头强度的要求优选焊接工艺参数.并通过优化激光焊接工艺参数来预测激光搭接焊接头的熔深、熔宽以及接头的剪切拉伸载荷,实现焊缝成形与接头强度的最佳组合,为改善不锈钢车体焊接表面质量提供了新的工艺途径.

铁道客车用SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊工艺

针对不锈钢车体电阻点焊外观质量较差和密封性不良等问题,研究采用非熔透型激光搭接焊工艺进行不锈钢车体焊接,分析了激光焊接工艺参数(激光功率P、焊接速度v、离焦量F等)对搭接焊熔深和抗剪强度的影响规律,得出合理的激光搭接焊工艺参数为:P=2.0kW,v=22mm/s,F=0mm。激光焊接头剪切强度高于点焊接头,外墙板表面无焊接痕迹。

SUS301L不锈钢电阻点焊工艺研究

研究了SUS301L不锈钢电阻点焊的工艺。结果表明:选用中等偏硬一些的焊接规范,可以获得较理想的点焊接头,接头的外观、平滑度及熔核尺寸和力学性能满足了相关标准的要求;待焊表面涂抹专用密封胶后,可形成结合线伸入缺陷,但对接头组织和力学性能影响不大。

SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能

通过金相观察、力学性能和耐晶间腐蚀性能试验,研究了SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能。结果表明,接头的抗拉强度不低于母材,而且塑性良好。焊缝为奥氏体组织,呈较为粗大的柱状晶形态,且与母材熔合良好;过热区的晶粒长大不严重。焊态时,焊接接头的腐蚀速率与母材相当,经敏化处理,接头的腐蚀速率大大增加。