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316L不锈钢掺杂SiC环状同轴送粉TIG熔覆层组织结构与性能
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作者 高辉 周灿丰 +1 位作者 胡晓慧 李文龙 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期49-56,I0006,共9页
TIG熔覆是经济高效的表面修复方法,与传统的预置粉末法相比,同轴送粉法具有优良的适应性,但是试验研究相对较少.自主设计制造了环状同轴送粉TIG熔覆焊枪,与管状同轴送粉TIG熔覆焊枪相比,制造的熔覆层不存在熄弧位置凹坑、焊缝不够平直... TIG熔覆是经济高效的表面修复方法,与传统的预置粉末法相比,同轴送粉法具有优良的适应性,但是试验研究相对较少.自主设计制造了环状同轴送粉TIG熔覆焊枪,与管状同轴送粉TIG熔覆焊枪相比,制造的熔覆层不存在熄弧位置凹坑、焊缝不够平直以及焊缝熔宽不一致等问题,而且具有更高的熔覆效率.结果表明,采用优化的焊接热输入、送粉量和SiC含量参数匹配,在316L不锈钢表面进行环状同轴送粉TIG熔覆,获得了外观优良的单层单道熔覆层、单层多道熔覆层.对熔覆层进行显微硬度测量、微观组织及元素成分分析、宏观电化学腐蚀试验、微区电化学腐蚀试验以及耐磨性能测试,并与母材进行了比对,环状同轴送粉TIG熔覆导入的SiC粉末有效地提升了熔覆层的耐蚀性与耐磨性. 展开更多
关键词 环状同轴送粉TIG熔覆 316L不锈钢 掺杂SiC 耐蚀性 耐磨性
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基于ACFM单传感器的裂纹角度识别与重构
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作者 李勇 高辉 +1 位作者 周灿丰 李慧聪 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期54-58,共5页
交变电磁场测量(ACFM)技术广泛应用于海洋装备和制造业等领域中金属结构物的缺陷检测。针对单传感器检测过程中存在的角度偏转和裂纹定位等问题展开了研究。首先,通过COMSOL Multi-physics仿真结果可知B_(x)和B_(y)在多角度偏转的过程... 交变电磁场测量(ACFM)技术广泛应用于海洋装备和制造业等领域中金属结构物的缺陷检测。针对单传感器检测过程中存在的角度偏转和裂纹定位等问题展开了研究。首先,通过COMSOL Multi-physics仿真结果可知B_(x)和B_(y)在多角度偏转的过程中存在互补的规律;然后,通过建立比例因子,实现高精度的数值拟合。此外,通过多梯度偏转仿真实现了偏转裂纹的重构。最终通过搭建实验平台和信号特征提取等工作验证了拟合规律的合理性;通过优化拟合公式,提高了检测精度;通过所测角度,进而解决了非平行检测过程中裂纹重构图像的偏转问题。 展开更多
关键词 交变电磁场测量 角度偏转 重构 比例因子 数值拟合
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2024铝合金电阻点焊与回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能 被引量:3
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作者 高辉 李慧聪 +1 位作者 周灿丰 赵华夏 《焊接》 北大核心 2023年第1期9-15,共7页
为了研究铝合金材料回填式搅拌摩擦点焊搭接接头与电阻点焊搭接接头的性能差异,采用2024铝合金材料分别开展了回填式搅拌摩擦点焊以及电阻点焊焊接试验。针对采用不同焊接方法获得的焊接接头的微观组织结构、显微硬度以及十字剥离强度... 为了研究铝合金材料回填式搅拌摩擦点焊搭接接头与电阻点焊搭接接头的性能差异,采用2024铝合金材料分别开展了回填式搅拌摩擦点焊以及电阻点焊焊接试验。针对采用不同焊接方法获得的焊接接头的微观组织结构、显微硬度以及十字剥离强度进行了分析与对比研究。结果表明,2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头相对于电阻点焊接头,焊点形貌更加美观,可获得小尺寸的等轴细晶组织,不存在柱状晶组织结构,焊接接头力学性能明显提高,体现出了该焊接方法的技术优越性。 展开更多
关键词 回填式搅拌摩擦点焊 电阻点焊 显微组织 硬度 力学性能
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同轴送粉TIG熔覆过程数值模拟与试验研究
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作者 王婉婉 高辉 +1 位作者 周灿丰 李文龙 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期70-75,共6页
为了研究同轴送粉TIG熔覆过程电弧的温度场、流场、电势分布及粉体颗粒运动轨迹,根据磁流体动力学理论建立了二维仿真模型,利用COMSOL软件对TIG熔覆电弧和粉体颗粒运动轨迹进行数值模拟。模拟结果表明:电弧形态呈钟罩形、气体流动稳定... 为了研究同轴送粉TIG熔覆过程电弧的温度场、流场、电势分布及粉体颗粒运动轨迹,根据磁流体动力学理论建立了二维仿真模型,利用COMSOL软件对TIG熔覆电弧和粉体颗粒运动轨迹进行数值模拟。模拟结果表明:电弧形态呈钟罩形、气体流动稳定、粉体颗粒利用率高;为了验证仿真结果的准确性,开展了同轴送粉TIG熔覆试验。试验结果表明:焊缝平直无明显缺陷,实际电弧形态与模拟结果高度一致。通过金相显微镜对熔覆层进行观察,可以清晰地看出熔覆层内部组织均匀、致密。 展开更多
关键词 TIG熔覆 同轴送粉 COMSOL软件 数值模拟 显微组织
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回填式搅拌摩擦点焊技术研究新进展 被引量:7
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作者 周灿丰 焦向东 高辉 《航空制造技术》 2019年第12期48-54,共7页
回填式搅拌摩擦点焊与传统搅拌摩擦点焊相比,焊缝表面平整、焊点中心没有退出凹孔,具有突出的技术优势,在搅拌摩擦焊尾孔修补等场合尤其具有应用前景。对近年来回填式搅拌摩擦点焊技术研究新进展进行了评述,包括焊接设备开发、焊接过程... 回填式搅拌摩擦点焊与传统搅拌摩擦点焊相比,焊缝表面平整、焊点中心没有退出凹孔,具有突出的技术优势,在搅拌摩擦焊尾孔修补等场合尤其具有应用前景。对近年来回填式搅拌摩擦点焊技术研究新进展进行了评述,包括焊接设备开发、焊接过程和成形机理研究、焊缝组织与力学性能分析以及异种材料连接研究,指出焊接机器人、匙孔封闭工艺、焊缝疲劳性能以及铝合金与其他材料之间的连接应该作为重要发展方向。 展开更多
关键词 回填式搅拌摩擦点焊 匙孔封闭维修 焊缝组织 疲劳
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API X65管道深水铺设GMAW横向焊接温度场 被引量:1
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作者 周灿丰 陈智 +3 位作者 焦向东 罗雨 高辉 周珍珍 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期60-68,I0004,共10页
为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温... 为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温度场分布SYSWELD软件模拟结果与实际焊接过程相符合.建立了焊接温度场测试系统,通过背孔法埋设的热电偶测量了API X65管线钢平板焊接的热循环曲线.测试曲线与SYSWELD仿真曲线具有相同的温度升降趋势,上板节点温度也均明显低于下板节点温度.采用焊缝截面平均热循环曲线作为热源进行了多道焊模拟,并进行了试验.结果表明,多道焊焊接变形是由焊接工艺参数与残余应力释放共同确定的. 展开更多
关键词 API X65管道 GMAW横向焊接 热源模型 焊接温度场 热循环曲线
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API X65深水海底管道J形铺设横向焊接变形 被引量:5
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作者 李明朝 李光泉 +2 位作者 周灿丰 陈智 周珍珍 《焊接》 2020年第6期12-17,61,62,共8页
对深水海底管道铺设中关键的GMAW自动焊焊接应力与变形进行了研究,其工艺特点是背面不加衬垫、窄坡口、横向位置焊接。在焊接应力与变形理论分析的基础上,以SYSWELD软件为工具,提取焊缝截面平均热循环曲线作为多道焊的加载热源,对与管... 对深水海底管道铺设中关键的GMAW自动焊焊接应力与变形进行了研究,其工艺特点是背面不加衬垫、窄坡口、横向位置焊接。在焊接应力与变形理论分析的基础上,以SYSWELD软件为工具,提取焊缝截面平均热循环曲线作为多道焊的加载热源,对与管道厚度、坡口参数相同的API X65板材进行了多道焊焊接变形与应力分布数值仿真,搭建横向自动焊接试验系统进行了多道焊焊接验证。研究结果表明,最终焊接变形的数值模拟结果与试验结果大致吻合,二者之间存在的误差主要源于热流分布、二维截面模型的计算精度、约束及热循环曲线的自身特点等因素;在多道焊焊接过程中,前几层焊缝对最终焊接变形影响大,而后几层焊缝产生的影响小,其原因是前几层焊接中焊接的基础变形大,而后几层焊接中残余应力释放产生的变形补偿明显地抵消了一部分焊接变形。 展开更多
关键词 横向焊接 热循环曲线 应力与变形 API X65管线钢板 J形铺设
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高压环境等离子切割电弧数值模拟 被引量:2
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作者 王路明 高辉 +2 位作者 周灿丰 陈林柯 佟浩东 《焊接》 北大核心 2021年第5期15-19,63,64,共7页
以等离子弧为研究对象,在基本假设下通过Ansys-workbench软件建立了喷嘴处二维轴对称有限元数学模型,并对模型进行了网格划分。基于磁流体动力学和电弧等离子体理论,建立了空气等离子电弧模型的控制方程和边界条件,在Flunent软件中利用... 以等离子弧为研究对象,在基本假设下通过Ansys-workbench软件建立了喷嘴处二维轴对称有限元数学模型,并对模型进行了网格划分。基于磁流体动力学和电弧等离子体理论,建立了空气等离子电弧模型的控制方程和边界条件,在Flunent软件中利用用户自定义方程UDF命令添加电弧控制方程中的源项及空气等离子的物性参数,导入UDF命令对电弧模型进行编译求解。模拟结果表明,在相同焊接电流下,随着环境压力的增大,空气等离子切割电弧最高温度呈现下降的趋势。以2 MPa高压焊接试验舱为基础,建立了高压环境等离子弧切割试验系统,该系统主要由高气压等离子弧切割电源、自动切割小车、电弧监视装置等组成。通过设计的行输出变压器实现了0.4 MPa下的稳定起弧,基于此开展了常压和高压下的等离子弧切割试验,研究了压力对等离子电弧形状的影响。 展开更多
关键词 高压环境 等离子切割 电弧 温度场
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Reliability analysis of marine risers with narrow and long corrosion defects under combined loads 被引量:11
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作者 Hu Xianwei zhou canfeng +1 位作者 Duan Menglan An Chen 《Petroleum Science》 SCIE CAS CSCD 2014年第1期139-146,共8页
A marine riser,one of the most important components of offshore oil/gas transportation,needs to be designed to eliminate the risks caused by complex ocean environments,platform displacement and internal corrosion,etc.... A marine riser,one of the most important components of offshore oil/gas transportation,needs to be designed to eliminate the risks caused by complex ocean environments,platform displacement and internal corrosion,etc.In this study,a new analytical-numerical assessment approach is proposed in order to quantitatively investigate the reliability of internally corroded risers under combined loads including axial tension and internal pressure.First,an analytical solution of the limit state function of intact risers under combined loads is obtained,which is further modified by the non-dimensional corrosion depth (d/ t) for the risers with a narrow and long corrosion defect.The relationship between d/t and limited internal pressure is obtained by finite element analysis and nonlinear regression.Through an advanced first-order reliability method (HL-RF) algorithm,reliability analysis is performed to obtain the failure probability,the reliability index and the sensitivity.These results are further verified by Monte-Carlo importance sampling.The proposed approach of reliability analysis provides an accurate and effective way to estimate the reliability of marine risers with narrow and long corrosion defects under combined loads. 展开更多
关键词 Marine riser corrosion defect combined loads reliability calculation reliability verification
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盾构机刀盘机器人立焊试验研究
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作者 朱木森 周灿丰 +2 位作者 焦向东 陈林柯 王伟 《电焊机》 2019年第7期57-61,共5页
利用六自由度弧焊机器人系统ARCMAN-MP进行盾构机刀盘超大厚度Q345B碳钢板立焊试验,通过编辑矢量库实现焊丝在立焊坡口内的精确摆动,获得了外观良好的立焊缝,建立了焊接数据库。对立焊焊缝分别进行拉伸和冲击力学性能试验,利用金相显微... 利用六自由度弧焊机器人系统ARCMAN-MP进行盾构机刀盘超大厚度Q345B碳钢板立焊试验,通过编辑矢量库实现焊丝在立焊坡口内的精确摆动,获得了外观良好的立焊缝,建立了焊接数据库。对立焊焊缝分别进行拉伸和冲击力学性能试验,利用金相显微镜观察显微组织,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察拉伸试件断口形貌。试验结果表明,超大厚度钢板机器人立焊效率高,焊缝表面成形好,焊缝缺陷率极低,可以用于盾构机刀盘制造。 展开更多
关键词 弧焊机器人 立焊 刀盘 焊接成形
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窄坡口MAG焊摆动宽度对电弧行为特性的影响
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作者 韩肖亮 罗雨 +3 位作者 周灿丰 黎娟 杨成功 路浩 《电焊机》 2017年第12期17-23,共7页
以窄坡口焊枪摆动数学模型和焊丝熔化模型为基础,建立窄坡口MAG焊枪摆动系统的电弧长度数学模型。进行射流过渡和短路过渡条件下不同焊枪摆动宽度的焊接试验。通过高速摄像系统得到电弧和熔滴图像,分析焊枪摆动宽度对电弧和熔滴过渡的... 以窄坡口焊枪摆动数学模型和焊丝熔化模型为基础,建立窄坡口MAG焊枪摆动系统的电弧长度数学模型。进行射流过渡和短路过渡条件下不同焊枪摆动宽度的焊接试验。通过高速摄像系统得到电弧和熔滴图像,分析焊枪摆动宽度对电弧和熔滴过渡的影响。利用建立的数学模型模拟电流、电压和弧长随时间变化的规律,对焊枪摆动宽度为3 mm时的短路过渡焊接试验中的电弧和熔滴现象进行理论解释。研究发现,在侧间距(焊丝到侧壁的距离)为0~0.5 mm时,电弧燃烧稳定,熔滴过渡平稳,焊缝质量良好。 展开更多
关键词 窄坡口 摆动宽度 电弧形态 熔滴过渡 仿真
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