船用钢/铝爆炸焊过渡接头的疲劳试验

为了测试船用钢/铝爆炸焊过渡接头的疲劳性能,基于有限元方法,以钢/铝过渡接头为研究对象,重点研究过渡接头结合界面的疲劳强度,设计由3种材料组成的爆炸焊过渡接头试样,并结合数值仿真,对过渡接头试样在试验载荷下的受力进行分析,得到应力集中和容易疲劳失效的位置。结合试验研究,开展不同应力等级下过渡接头的疲劳试验,获取试样疲劳断裂数据,结合数值仿真和试验研究得到爆炸复合过渡接头整体应力分布和失效部位。通过疲劳试验发现试样断裂面均出现在铝合金和纯铝的界面处;通过试样疲劳循环次数拟合得到了名义应力的S-N曲线。该研究成果可用于指导船用爆炸复合结构的疲劳寿命预报,为船舶轻量化设计提供参考。

某渔政船钢铝结构连接方式研究

渔政船为了保证执法时的航速、续航力和自持力,采用铝合金上建减少空船重量显得尤为重要。铝合金与碳钢物理性质和熔点差别大,很难用传统的直接熔焊方式焊接。本文以渔政船为目标船型,采用层次分析法对其采用的“铝-铝-钢复合材料接头”作为焊接介质,并配合使用绝缘螺栓将铝钢连接的方式,探讨一种船舶铝钢结构船的连接解决方案。该方案可有效解决钢铝结构连接技术难题,提高连接效率,具有较好的经济效益。

Powder Metallurgical Fabrication and Microstructural Investigations of Aluminum/Steel Functionally Graded Material

Aluminum/steel electric transition joints (ETJs) are used in aluminum reduction cell for the purpose of welding aluminum rod and steel bracket components. Solid state welding process used for joining aluminum and steel at the electric transition joints have the drawbacks of cracking and separation at the interface surfaces. Cracking and separation at the electric transition joints are caused by the stress singularities that developed due to the mismatch in thermal and mechanical properties of each material. To overcome the drawback of electric transition joints, aluminum/steel functionally graded may be used as electric transition joints or proposed. Therefore manufacturing and investigation of aluminum/steel functionally graded materials fabricated by powder metallurgy process were carried out through the current work. Different samples with different layers of aluminum/steel functionally graded materials were compacted using steel die and punch at the same compacted pressure and sintered temperature. After investigating the different samples of aluminum/steel functionally graded materials under different fabrication conditions, the suitable fabrication regime was determined with the aid of microscopic observations.

Mg/Al固相连接镁铝元素扩散行为的分析

以AZ31镁合金和纯铝为研究对象,利用电子万能压力机在不同的加热温度下对镁和铝异种金属进行连接,并用扫描电镜、X射线衍射仪对Mg/Al接头界面组织结构进行了观察和分析。结果表明,当加热温度为440℃时,Mg/Al接头界面结合良好,Mg/Al接头过渡区附近主要形成Mg2Al3和Mg17Al12金属间化合物。

薄板铝合金的CMT焊接工艺

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.

铜铝过渡线夹钎焊接头腐蚀过程中性能退化研究

针对电力输变电领域常使用的铜铝过渡线夹钎焊接头易腐蚀的问题,系统研究铜铝过渡线夹钎焊接头位置的腐蚀行为,采用盐雾腐蚀试验作为加速试验,从抗剪切强度和腐蚀接头的断面形貌等方面,考察了铜铝过渡线夹钎焊接头的性能退化行为,并对接头残余强度(抗剪切强度)进行了初步测算。结果表明:随着腐蚀时间的延长,接头强度依次降低;焊接接头残余强度在不同焊接电流条件下的变化趋势较为接近。本文将对铜铝过渡线夹钎焊接头的防腐具有指导意义。

铝合金舰船结构设计中相关问题探讨

从分析舰船用铝合金的物理化学性能、加工性能及焊接性能入手,阐述铝合金用于船舶建造的诸多优越性。提出在铝合金舰舶的结构设计中应推广应用带筋板结构,当上层建筑采用铝合金结构,主船体为钢质时,应采用结构过渡接头直接焊接的方法。

Ag对热电耦合作用下铝/钢摩擦焊接头界面组织演变的影响

目的解决铝/钢摩擦焊接头在热电耦合后失效的问题,探究过渡元素对热电耦合后接头力学性能与界面组织的影响机理。方法采用刷镀法在Q235钢棒端面添加过渡元素Ag并与1060纯铝棒进行连续驱动摩擦焊接,与未添加Ag的接头一起开展为期56 d、静载40 kg、高温300℃、直流60 A的热电耦合实验,对比分析热电耦合影响下未添加Ag与添加Ag两种接头力学性能与界面微观组织的变化。结果经过热电耦合处理后的接头界面发生脆断,其抗拉强度为原始接头的96.2%,伸长量为原始接头的28.9%,界面金属间化合物出现裂纹、孔洞等缺陷。添加过渡元素Ag后,接头抗拉强度为原始接头的98.2%,断裂部位为铝母材并出现颈缩,界面金属间化合物层未出现裂纹、孔洞等缺陷。结论在为期56 d、静载40 kg、高温300℃、直流60 A的热电耦合作用下,添加过渡元素Ag的铝/钢接头可以维持原始接头的力学性能和界面组织。

基于实船对过渡接头法焊接钢-铝异种金属进行探究

从钢-铝异种金属焊接现状和钢-铝结构过渡接头性能特点出发,介绍了钢-铝过渡接头结构形式、焊接接头连接形式和相关节点设计要求。结合多艘次铝合金船舶建造检验,对过渡接头结构形式、结构尺寸、焊接工艺参数优化和选取、实际焊接要求等予以分析。船舶建造完成后及营运过程中未发现过渡接头复合界面出现分层缺陷,其设计和工艺对其它船舶有一定指导意义。

带电设备无线视频探查装置的研发及应用

为改善钢芯铝绞线与设备的连接,电力系统一般使用经过特殊工艺处理焊接而成的铜铝过渡接头,因工艺水平及现场作业条件限制,运行过程因氧化、发热等原因会使接触电阻增加,氧化面积扩大,最终导致铜铝过渡接头发生强度下降而断裂。针对铜铝过渡接头常处于高空且为带电状态,目测及红外热像检查存在较大局限性的问题,提出带电设备无线视频探查方法,并研制了成套装置。该装置成本低、使用方便,实际应用探查取得了较好的效果。

铝合金-钢过渡接头焊接试验研究

通过模拟热处理试验,分析了焊接时界面温度与界面结合强度的关系。对两组不同焊接规范下复合过渡接头的界面结合强度进行了对比,确定了合适的焊接工艺参数。

钢-铝结构过渡接头的性能特点及焊接工艺

从钢-铝合金结构过渡接头的性能特点出发,在结构、焊接参数、耐腐蚀性能等方面对高速船舶使用钢-铝结构过渡接头时出现的问题进行分析,在此基础上提出钢-铝结构过渡接头的具体焊接工艺要求。

城市轨道交通高架段线路接触轨膨胀接头安装曲线优化研究

接触轨膨胀接头安装曲线是城市轨道交通工程中指导膨胀接头安装的重要依据,其合理性直接影响线路运营阶段接触轨的正常使用及维护。与地下段接触轨相比,高架段接触轨由于位于高架桥梁上,其伸缩量不仅受轨条自身温度变化的影响,还受到高架桥梁外部因素的影响。通过研究高架段接触轨的锚段伸缩情况,给出了高架段接触轨膨胀接头安装曲线的修正建议,可为工程中高架段接触轨膨胀接头的安装提供参考。

钢铝过渡接头的应用研究

为降低船舶的质量重心、提高航速,某型船上层建筑首次采用铝合金材料。以往铝合金材质的上层建筑与钢质主船体采用铆钉连接,现已逐渐被钢铝过渡接头所替代,其优点为采用焊接工艺、水密性好、耐腐蚀,还使得建造工艺大为简化,但在实际建造中出现了钢铝过渡接头分层的质量问题,直接影响船舶质量。对此,阐述如何从钢铝过渡接头特性出发,对钢铝过渡接头分层的原因进行分析,对钢铝过渡接头之间的焊接接头连接形式以及钢铝过渡接头与钢质主船体、铝合金上层建筑的连接形式进行优化;控制钢铝过渡接头焊接时焊点的厚度,焊接时不超过钢铝复合界面,且焊接点与钢铝复合界面的距离>3mm;控制复合界面临界温度,焊接过程中界面温度应低于临界温度,并留有安全裕度。通过优化钢铝过渡接头连接结构形式及焊接工艺规则,掌握了解决钢铝过渡接头分层原因的关键技术。

钢铝复合接头热影响分析

船品建造中常遇到一个问题:为了减轻船的重量、提高航速,主船体采用钢质结构,上层建筑采用铝质结构。主船体及上层建筑与铝合金-钛-钢复合过渡接头分别进行焊接,在实际建造中出现了钢铝过渡接头分层的质量问题,极大危及了船体本身的安全。对此,文中开展了钢铝过渡接头热影响研究:首先进行了钢铝复合接头残余应力试验,然后对钢围栏型钢铝过渡接头焊接过程中的残余应力与温度场进行有限元仿真计算分析,并从两个焊接速度及焊接电流两个角度对钢铝过渡接头的焊接工艺进行分析。仿真结果与残余应力结果趋势吻合度较好,表明仿真方法可行,并且得到结论,即:焊接速度越快,焊接电流越小,焊接温度影响越低。

跨座式单轨道岔处接触轨设计方案研究

为解决跨座式单轨道岔区域接触轨断口引起的授流质量下降,产生电弧等问题。采用连续贯通布置方案,将接触轨敷设于不同类型道岔区域,在道岔转动端采用指形搭接道岔过渡装置,在道岔摆动端采用分段绝缘器并搭接,使集电靴平滑过渡并起到电气绝缘作用;中心锚节设置于道岔转动轴处或摆动端部,以减小接触轨相对位移;通过接触轨、道岔热涨系数计算道岔过渡装置和分段绝缘器伸缩量,从而确定接触轨端部之间和距道岔梁间隙,保证后期运行过程中不与道岔发生摆动干涉。研究表明,对关键零部件进行研究优化,可使集电靴在道岔区域平滑过渡,减少产生电弧,改善靴轨关系,提高接触轨、集电靴的使用寿命。

船用铝-钢复合过渡接头焊接试验研究

通过模拟焊后热处理试验,分析了界面温度与界面结合强度的关系,并以此为基础进行了船用铝-钢复合过渡接头焊接工艺试验。试验结果表明,铝-钢复合过渡接头焊后的组织和性能均能满足相关标准和产品技术协议的指标要求。

5083铝合金与CCSB钢的爆炸焊接研究

对直接爆炸焊接困难的5083铝合金与CCSB钢组合,采用加入中间层板CCSB一次爆炸焊接的可行性进行了试验探讨,确定了界面处的微观结构和爆炸焊接的参数范围。试验表明,爆炸时较大的能量作用在5083-CCSB钢界面区产生气化和熔化反应层是导致直接爆炸焊接困难的原因。通过在二者之间加入CCSB薄板的方法,能有效地减少作用在5083-CCSB界面上的能量,从而实现良好的结合。

国内船用铝-钢爆炸复合过渡接头应用现状及展望

铝-钢爆炸复合过渡接头在船体设计建造中的应用日趋广泛,以常用的铝-铝-钢、铝-钛-钢两种材料组合为主要对象,对爆炸复合技术进行扼要介绍,分析过渡接头的基本性能特点,论述我国铝-钢过渡接头的材料体系、标准体系和焊接工艺方面的研究进展,分析铝-钢爆炸复合过渡接头在应用中存在的典型问题,指出应进一步完善现有铝-钢爆炸复合过渡接头的性能验证、焊接工艺、腐蚀防护等方面的要求,确保材料应用的安全可靠.

某型船用铝合金-纯铝-钢复合过渡接头界面开裂微观分析

某型船用铝合金-纯铝-钢复合过渡接头焊接后界面开裂,从开裂位置取样,对开裂位置和未开裂位置进行金相分析和扫描电镜分析,结果表明,界面连续的铁-铝金属间化合物层是过渡接头界面开裂的主要原因。