不同埋弧焊工艺N610CF钢焊接接头的微型剪切试验

目前,国内水电站N610CF钢常采用单丝埋弧焊进行焊接。相比于双丝埋弧焊,单丝埋弧焊的焊接生产效率较低,焊剂消耗较多。文中采用微型剪切试验对N610CF钢分别对单丝埋弧焊和不同焊接速度(ν_(1)=60 cm/min,ν_(2)=70 cm/min,ν_(3)=80 cm/min)的双丝埋弧焊下的焊接接头进行了接头力学不均匀性研究。结果表明:双丝埋弧焊接头与单丝埋弧焊接头一样,在具有良好塑性的同时又能兼具较高的抗剪强度。

6061铝合金车体搅拌摩擦焊接接头微型剪切试验研究

介绍了微型剪切试验的基本原理和试验过程,进行了6061铝合金搅拌摩擦焊接接头的微型剪切试验,同时测试焊接接头的拉伸强度,观察接头的金相组织。试验表明6061铝合金搅拌摩擦焊接接头各个区域的力学性能不均匀,热机影响区的剪切强度最差,仅为母材的65%,低于宏观焊接接头的79%,热机影响区压入率最低,其次是热影响区。结合接头的微观组织和Al-Mg2Si伪二元相图发现,该区强化相Al-Mg2Si的聚集和张大是该区域为焊接接头的薄弱区域的关键原因。焊核区细小的等轴晶粒状态是该区域剪切强度和压入率高的主要原因。

焊接接头微型剪切试验与机械性能试验之间的关系

在对工程应用中强度级别在450～750MPa之间的数十种焊接接头进行大量微型剪切试验、硬度试验和冲击试验的基础上,运用概率论与数理统计相关知识,通过最小二乘曲线拟合,回归得出了焊缝、熔合线和热影响区各狭窄区域内剪切强度τb与硬度试验HV10之间,剪切韧性Ws与冲击韧性aKV之间关系的经验公式。这些经验公式的相关系数都能满足显著性水平达到0.01的回归精度。

用微型剪切试验研究WDL610焊接接头性能

采用微型剪切的试验方法对WDL610钢焊接接头进行了研究,绘制出强度梯度曲线和塑性梯度曲线,直观地显示出接头各个狭窄区域的性能和变化规律。尤其是调质钢焊接接头的软化区,其性能值和宽度严重影响接头的承载能力。

微型剪切试验在焊丝选择中的应用

为了保证特大型水电站引水钢管焊接接头的质量,在焊丝的筛选过程中,采用了一种新的测定非均质材料力学性能的方法——微型剪切试验,该方法能够准确地测定焊接接头各狭窄区域内材料的性能值以及它们的变化规律,特别是熔合线附近材料性能的变化梯度。通过微型剪切试验,选出了与钢管焊接接头较佳匹配的焊丝。

微型剪切试验法评定管线钢及其焊接接头性能的研究

采用一种新型的金属材料及焊接接头力学性能试验方法——微型剪切试验，研究了Ｘ６０和Ｘ６５管线钢及其螺旋埋弧焊焊接接头的微剪强度、微剪塑性、微剪韧性等性能参数。研究结果表明，微型剪切试验可以准确地评定出实际焊接接头的局部力学性能及其变化规律，且试验费用少、试验过程方便，所评定出结果可与常规的试验方法获得较好的一致性。

微型剪切试验法及基在焊接技术中的应用

本文介绍一种研究金属材料机械性能的新型试验方法——微型剪切试验以及它在焊接技术中的应用。

用微型剪切试验研究B610CF肋板与壳板组合焊接接头性能

采用微型剪切试验和常规力学性能试验对B610CF钢肋板(76 mm)+壳板(40 mm)两种组合焊接接头(立焊、仰焊)进行了全面的试验研究。通过绘制性能梯度曲线研究接头各个微观区域的性能变化和规律,以及焊接位置和线能量对接头性能的影响。研究表明:(1)性能梯度曲线展现了组合接头各个微观区域强度(剪切强度)、塑性(切入率)以及韧性(剪切功)的变化规律;(2)组合接头在热影响区存在不同程度的软化现象,焊接线能量越大,失强率越高;(3)常规力学性能试验表明B610CF钢具有优异的焊接性;同时,通过微型剪切试验可以优化焊接工艺参数,减小组合接头的失强率,获得优质组合接头。

焊接接头的微型剪切试验

焊接技术是衡量一个国家工业技术发展水平的重要手段。为了寻找WDL610D2低合金调质高强钢焊接接头的性能变化,以及焊接工艺参数和返修次数对焊接接头产生的影响,通过焊条电弧焊对该钢材焊接接头进行了微型剪切试验后,收集并整理了焊缝区、热影响区及母材各区的相应试验数据,得出在3种不同位置下的焊接性能梯度变化曲线,并分析曲线的变化原因,从而对工程应用中焊接WDL610D2低合金调质高强钢的焊接接头性能进行评定。因此,需要进行大量的微型剪切试验对其剪切功和抗剪强度进行分析比较。

应变式直剪仪与微型十字板剪切仪测定土壤抗剪强度的对比分析

[目的]分析两种仪器(应变式直剪仪与微型十字板剪切仪)测得的土壤抗剪强度指标(土壤黏聚力值c、内摩擦角φ、土壤剪切力τ)特征,并建立直剪仪测得的c和φ与十字版仪测得的τ之间的函数关系,以期深化对土壤抗剪强度的认识,提高土壤抗剪强度指标测定效率。[方法]选取黄土高原3种典型质地类型土壤(杨凌黏黄土、安塞黄绵土、定边沙黄土),每种土壤设5个含水量梯度(12%,16%,20%,24%,28%),分别用上述两种仪器测定不同处理下土壤抗剪强度指标c,φ和τ,探究了3指标对土壤质地、土壤含水量的响应特征以及3指标间的函数关系。[结果](1)试验条件下,c值在16.88~27.12 kPa范围,φ值在5.03°~21.30°范围,τ值在1.76~7.72 kPa范围变化;(2)不同土壤类型下,c和τ均随含水量的增大呈现先增大后减小趋势,而φ随含水量增大呈现逐渐降低趋势;(3)总体来看,安塞黄绵土的τ,c,φ值略高于定边沙黄土,但它们均显著大于杨凌黏黄土。(4)3种土壤类型下,微型十字板剪切仪所测定的τ值与直剪仪测定的c值均具有较强的线性相关关系(R 2>0.90);而φ值与τ值间并无显著相关关系。如不考虑土壤类型差异,τ与c之间仍有较强的相关性,关系式为c=1.59τ+14.10(R 2=0.51,p<0.01)。[结论]应变式直剪仪测得的黏聚力c值和微型十字版仪测得的土壤剪切力τ值对土壤质地、含水量的响应相似,且二者有显著的相关关系,在一定条件下可以用快速便捷的微型十字版仪测得的τ值估算原本需用直剪仪测的c值。研究结果可为野外极端条件下提高土壤抗剪强度测定效率方面提供参考。

高速列车用铝合金焊接接头的微区性能

采用一种特殊方法研究了高速列车用的几种铝合金母材和焊接接头的微区强度性能分布、塑性和韧性分布,并建立了与常规力学性能的关系。同时用微型剪切试验研究了几种铝合金焊接接头的自然时效的微区性能变化和焊接规范对铝合金焊接接头性能的影响。

不锈钢激光-MAG复合焊接头微区性能研究

激光复合焊可用于不锈钢焊接,但激光复合焊接头热影响区小,组织变化梯度大.研究接头微区性能可以确定接头薄弱环节,为焊接接头的工艺评定和断裂分析提供理论依据.为此,本文对4 mm厚SUS301L-HT不锈钢进行激光-MAG复合焊接,采用维氏硬度、微型剪切和微拉伸等试验,研究了焊接接头焊缝、热影响区及母材的微区力学性能,并结合金相、断口扫描等分析了各微区力学性能的差异.结果表明:焊缝区域组织主要为柱状奥氏体树枝晶+少量的δ铁素体;母材的剪切强度和抗拉强度最高,分别为560和1 066 MPa,其次为复合焊接头热影响区,焊缝区域最差,接头硬度分布规律与各微区强度变化趋势一致;运用数学方法,得出了接头微拉伸强度与微型剪切强度、硬度之间关系的经验公式.接头各微区剪切断口和拉伸断口SEM分析呈现典型的韧性断裂特征.

用性能梯度曲线研究异种钢焊接接头性能

介绍了微型剪切试验的性能参数,阐述了微型剪切试验与拉伸试验、断裂力学试验之间的关系,重点研究了用性能梯度曲线评定异种钢焊接接头的性能。结果表明,性能梯度曲线能定量、连续地描述焊接接头各区力学性能值及其变化规律,特别是焊缝区金属性能值的变化。微型剪切试验为异种钢焊接工艺的评定提供了一个有效的新方法。

高速车辆铝合金焊接接头的性能评定

测定了铝合金的微型剪切试验和拉伸试验的性能参数,研究了这些性能参数之间的数量关系式。利用这些关系式评定了铝合金焊接接头各区的力学性能,微型剪切试验为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个新途径。

评定铝合金焊接接头力学性能的新途径

采用常规试验方法来测定铝合金型材构件焊接接头各区的力学性能及其变化规律是很困难的。而接头性能直接影响着结构焊接工艺的选择和强度计算。通过测定铝合金微型剪切试验和拉伸试验的性能参数,研究得出了这些性能参数之间的数学关系式。可利用这些关系式评定铝合金焊接接头的力学性能。微型剪切试验为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个新途径。

双脉冲MIG焊对5052铝合金焊接接头力学性能的影响

研究了双脉冲和单脉冲MIG焊对5052Al-Mg合金焊接接头力学性能的影响。结果表明,在合适的双脉冲MIG焊工艺参数下,获得了美观的鱼鳞纹焊缝表面,焊缝金属为大量细小的等轴晶组织,接头力学性能得到提高。相比于单脉冲焊获得的接头,双脉冲焊接接头的焊接系数更高,达到93.3%,焊缝区硬度值得到提高,接头冲击韧性也更优。此外,还通过微型剪切试验研究了接头的微区力学性能,这也为铝合金焊接接头力学性能的评定提供了一个简单、快速且有效的方法。

环境温度对铝合金5083H111焊接接头组织及性能的影响

在不同环境温度下对5083H111铝合金进行MIG焊接,对焊接接头的硬度及力学性能进行了测试分析,同时采用微型剪切法研究了接头的微区性能分布,并与常规力学性能建立关系。试验结果表明,不同温度下焊接接头力学性能最薄弱处为焊缝中心,0℃以上温度焊接接头各项性能均比0℃以下接头性能优异。0℃焊接接头质量最差,焊接时应避免在0℃下焊接。

太湖与白马湖疏浚淤泥的触变特性研究

利用研制的微型十字板剪切仪对重塑后静置一定时间的太湖与白马湖两种疏浚淤泥进行了强度测试,对两种疏浚淤泥的触变特性进行了研究与比较。研究结果表明,两种疏浚淤泥重塑后最初始时间内触变强度的增长最快,随时间增长触变强度的增长变慢,448d时触变强度随时间的增长趋于稳定。含水率为液限时白马湖疏浚淤泥的触变强度高于太湖疏浚淤泥。触变强度比率与触变强度的变化趋势类似。含水率越小疏浚淤泥触变性越大。含水率为液限时两种疏浚淤泥的触变强度比率与London和Detroit淤泥接近,小于Beauharnois和Shellhave淤泥,大于Horten淤泥。448d时除Beauharnois淤泥外,其他淤泥的触变强度比率均保持相对稳定。根据定义两种疏浚淤泥均为低灵敏性黏土。

含水率对重塑淤泥不排水强度性质的影响

通过室内调配不同含水率的重塑淤泥,利用研制的室内微型高精度十字板剪切仪,研究了含水率对重塑淤泥重塑不排水强度的影响。该仪器的剪切强度分辨率为1 Pa,经试验验证,仪器测量结果的稳定性较好,但对强度越低的重塑淤泥试样其测量值的相对平均偏差越大。淤泥含水率对淤泥的不排水强度有显著影响,不排水强度均随含水率/液限的增大而减小,含水率/液限越大,不排水强度下降趋势越小。相同的含水率/液限时,不同种类的重塑淤泥的不排水强度比较接近。在双对数坐标中,不排水强度均随含水率/液限的增大而线性减小。由试验数据得出了不同种类重塑淤泥的不排水强度与含水率/液限之间的关系式,利用该关系式可以求得每一种重塑淤泥任意含水率下的不排水强度。文中的试验值大于洪振舜提出的关系式的计算值。当IL>2时,试验值与Locat和Leroueil提出的关系式的计算值基本吻合,当IL<2时,试验值大于Locat和Leroueil提出的关系式的计算值。

使用改进的分层抽取法研究淤泥沉积过程中的强度变化

现有的分层抽取法不能测试沉积过程中淤泥强度的变化,并且需要使用较多的孔隙水应力传感器导致试验成本很高。因此对此方法进行了改进,主要有研制了可测试强度极低淤泥的室内微型高精度十字板剪切仪和一个孔隙水应力传感器切换测试沉积柱不同高度处孔隙水应力的装置。由试验结果可知实测的数据完全满足需要,证明此方法是可行的。利用改进的分层抽取法可得到淤泥沉积过程中的泥水分界面高度、含水率(密度)、超静孔隙水应力、有效应力、颗粒分布、强度、压缩性、渗透性等参数的变化规律,可研究时间尺度较大的沉积淤泥的大变形自重固结和强度问题,并为进一步进行大变形自重固结的数值模拟提供了基础。