穿黄工程异型接头板研制与应用

本文介绍了新研制的异形接头板结构特点和工作原理,该异型接头板成功应用于南水北调中线一期穿黄工程北岸地下连续墙工程中。

管板接头残余应力的数值模拟计算及测试

利用有限元软件ABAQUS进行换热器管板焊接接头残余应力数值模拟,获得了管板焊接接头径向和环向残余应力的计算数值.结果表明:最大径向残余应力出现在相邻角焊缝间的热影响区;环向残余应力最大值则位于焊缝根部焊趾,而实际使用中焊趾与换热介质直接接触,易造成换热管与管板连接处的应力腐蚀开裂.通过X射线衍射法测量了管板接头焊后、先焊后胀两种工艺热影响区的环向残余应力值,发现制造过程中采取先焊后胀的方法不但减小了换热管与管板的间隙,还使焊后残余应力值下降,甚至应力形成从拉应力转变为压应力,降低了管子与管板之间发生应力腐蚀的可能性.对比焊后环向残余应力的计算值与实测值,二者变化趋势一致.

超声冲击对厚板异种钢T型焊接接头组织与硬度的影响

在18,27μm冲击振幅下对Q420qD/20MnMoNb厚板异种钢T型焊接接头焊趾区进行超声冲击处理,分析了不同冲击振幅下焊趾处的显微组织、残余应力以及显微硬度,并与超声冲击前的进行了对比。结果表明:超声冲击处理后焊趾表层出现塑性变形层、大量位错及较高残余压应力,晶粒细化,硬度提高。当超声冲击振幅由18μm增至27μm,塑性变形层深度由约120μm增大至144μm,亚晶尺寸进一步细化至约25 nm,位错密度进一步增大至约2.48×10^(14)m^(-2);表面残余压应力增大至约433 MPa,其影响深度增大至约1410μm;表面硬度增大至约400 HV,硬化层深度增加至约900μm。

焊接电流对换热器管-板焊接接头微观组织及耐蚀性影响机理研究

换热器广泛应用于石油、化工等领域,其使用环境较为恶劣,导致腐蚀失效现象较为严重。大量统计结果表明多数换热器失效都发生在换热管与管板焊接接头处,因此,提升接头处焊缝耐蚀性能成为解决其失效问题的关键。采用金相显微镜和扫描电镜,分析了焊接电流对换热器管-板接头焊缝晶粒尺寸及组织类型的影响;采用电化学实验方法,分析了微观组织对焊接接头腐蚀产物膜及耐蚀性的影响。结果表明:焊接电流120 A时接头焊缝晶粒最小、组织最均匀,焊接电流的增加导致了热输入量的增加进而促进了焊缝基体中晶粒的长大;晶粒尺寸及组织不均匀性与焊缝的耐蚀性呈负相关关系;三种焊接电流下焊缝腐蚀产物膜主要由α-FeOOH和γ-FeOOH组成,焊接电流120 A时焊缝腐蚀产物膜致密性最好,表现出最好的耐蚀性,160 A时致密性最差,表现出最差的耐蚀性。研究了焊接电流对管-板焊缝耐蚀性的影响,对换热器制造具有一定的参考意义。

碳钢空冷器管子管板焊接接头湿硫化氢应力腐蚀开裂研究

针对炼油厂高压碳钢丝堵式空冷器管束的换热管与管板焊接接头在湿硫化氢环境运行过程中发生开裂泄漏的问题,文章结合丝堵式空冷器管束管箱的结构特点,从材料、管接头硬度、焊接工艺、焊后消除应力热处理等方面进行研究分析。分析认为,焊接接头的硬度超标是引起开裂的主要原因。针对上述原因,提出了较为实际可靠的防止管接头湿硫化氢应力腐蚀开裂的推荐要求并在企业实施,取得了很好的效果。

换热器管子与管板接头拉脱力的研究

通过试验和三维有限元分析研究了换热器中管子与管板连接的液压胀接、焊接以及胀焊结合接头(包括先焊后胀以及先胀后焊两种情况)的拉脱力大小和失效形式。有限元分析考虑了接头的几何非线性、材料非线性、接触非线性以及热固耦合,从而能模拟接头材料的弹塑性变形、热塑性以及先胀后焊过程中焊接热对胀接的影响。研究结果表明,焊接接头的拉脱力远大于液压胀接接头的拉脱力,并且略大于胀焊结合接头的拉脱力;对于先胀后焊或者先焊后胀接头,拉脱力并没有明显的变化;在拉力作用下,胀接接头的破坏主要是管子与管板接触面间的拉脱破坏,而焊接接头的破坏主要为焊缝的剪切破坏。

不锈钢管板接头电子束钎焊

应用自主开发的基于虚拟仪器的电子束钎焊系统,成功实现了不锈钢毛细管板接头的电子束钎焊。研究了电子束束流、加热时间、聚焦电流和扫描幅值等电子束钎焊工艺参数对钎焊接头质量的影响规律。试验结果表明,随着电子束输入功率密度的增加,钎角高度和BNi-2钎料向毛细管壁的扩散深度都逐渐增大。在优化的电子束钎焊规范下,不锈钢管板接头钎透率100%,毛细管无溶蚀产生。通过电子探针显微分析仪研究了电子束钎焊接头中各相的化学组成,钎焊接头主要由硼化镍相、硼化镍和硅化镍相、硼化铬相以及镍的固溶体组成。

不锈钢毛细管管板接头真空电子束钎焊温度场模拟

针对管板接头构件的电子束钎焊特点,建立了一个三维的有限元分析模型,利用ANSYS软件进行了钎焊温度场模拟,分析了各规范参数对温度场的影响。选用设定的参数对工件进行钎焊,并用热电偶对工件表面温度进行测量,测量与模拟分析的结果有较好的一致性,证明所建立的模型是合理的。

304L管板式换热器换热管与管板接头的焊接

进行了304L换热管和304L管板接头不同焊接工艺方法(SMAW,TIG,MAG)以及在采用SMAW工艺方法时不同坡口深度的对比试验;指出了采用填丝TIG焊工艺焊接换热管和管板接头的质量稳定性好;阐述了MAG焊工艺焊接换热管和管板的应用前景;强调了管板坡口深度对于SMAW工艺焊接换热管和管板接头质量的重要性。

铜-钢复合板管板接头的焊接

研究了不同焊接电流对铜 钢复合板管板接头焊接性能的影响。对于大型换热器来说 ,在不进行预热的条件下 ,可以直接进行焊接。脉冲氩弧焊比直流氩弧焊更稳定可靠 ,其中方波脉冲和三角波脉冲是比较理想的波形。由于在脉冲电流的条件下 ,可以选用较大的峰值电流 ,避免了直流氩弧焊时电弧在起始位置的停留 ,同时减少了热量输入 ,因此焊接过程稳定 ,焊缝均匀。方波和三角波脉冲焊接工艺对手工焊和自动焊都是适用的。

管子-管板焊接接头射线数字成像自动检测系统

针对列管式换热器和列管式反应器管子-管板焊接接头特点,研制了特殊的射线数字成像自动检测系统。分析了系统的检测原理,并对系统的总体设计作了简要介绍。通过相关试验表明,该系统运行平稳,快速方便,减少了常规射线检测对环境的污染,极大地提高了工作效率。

爆炸复合321/Q370qD双金属板对接接头的疲劳性能

采用轴向脉动拉伸疲劳试验，研究了爆炸复合321／Q370qD双金属板对接接头的疲劳性能。通过数理统计计算，获得了50％及97．7％两个置信度下试验材料的S—N曲线方程及据此确定的疲劳强度（2×10^6次），两个置信度下的疲劳强度均高于设计指标。对疲劳试样断口进行了观察，结果显示：疲劳裂纹大都起始于复合板对接接头的基层，个别起始于复层；裂纹稳定扩展区具有明显的疲劳辉纹，瞬断区具有典型的韧窝特征。断裂力学分析表明：疲劳裂纹起始于复合板不同组分的驱动力与复合板对接接头不同组分的循环屈服强度和弹性模量的乘积有关。

单板接头方式对层积材力学性能的影响

由于受木段长度、旋切机等因素的限制,为了使单板层积材满足实际使用的要求,单板必须纵向接长。本文研究了对接、斜接两种单板接头形式及其分布形态对单板层积材静曲强度(MOR_F)和静曲弹性模量(MOE_F)的影响。

厚板转子钢多层多道焊接头不同微区断裂韧度的分析

文中研究了厚板转子钢多层多道窄间隙焊接接头不同微区的断裂韧度,主要包括接头中热影响区粗晶区及细晶区,焊缝中的柱状晶区和等轴晶区.结果表明,焊缝内柱状晶区断裂韧度(J_m)最低,断裂韧度最小值为195 kJ/m^2,而热影响区的细晶区断裂韧度最高,J_m为1 265 kJ/m2.热影响区细小的等轴晶粒(1~12μm)和晶内均匀分布的碳化物是其断裂韧度较好的主要原因.焊缝内组织主要为回火索氏体,以柱状晶形式分布在焊缝中,裂纹容易沿柱状晶晶界扩展,导致焊缝的断裂韧度较低.整个接头柱状晶与等轴晶组织交替分布,提高抗裂纹扩展能力,保证了整个焊接接头的安全可靠.

固定管板换热器管与管板接头泄漏缺陷分析和对策

换热器作为实现流体介质热传递过程的专用设备，广泛用于化工、石油行业。在石油化工企业运行的换热器，其管子与管板的焊接接头，是设备最容易发生泄漏的地方。本文从分析管子与管板焊接接头发生泄漏的原因入手，针对性的提出了提高管子与管板焊接接头质量的对策，相信对提高换热器的使用性能和生产效率会有所帮助。

管板接头焊接变形及精确控制

通过管板锁底对接接头变形分析，结合热传导理论认为，确定合理的接头配合类型和锁边深度，调节热输入量，是精确控制焊接热变形的关键。

-15℃蒸发器换热管与管板接头泄漏缺陷分析及预防措施

蒸发器为制冷装置常用的换热设备,其管子与管板的焊接接头处,最容易发生泄漏。本文分析了接头发生泄漏的原因,提出了预防措施,介绍了应用实例,可为蒸发器的设计制造和使用提供借鉴。

复合材料层压厚板接头失效分析研究

随着复合材料在航空工程中的广泛应用,需要对复合材料结构的强度问题进行探究,而国内对复合材料层压厚板接头的失效模拟与分析方法研究较少。为此,以复合材料厚板接头为研究对象,基于三维渐进失效分析方法,选取合理的本构关系、失效准则、材料退化模式,并利用Fortran语言编写Umat子程序完成渐进失效方法的应用实现。通过对比复合材料层压厚板接头静强度试验和计算结果,表明本文所采用的三维渐进失效分析方法计算得到的应变-载荷数据与试验结果基本相符,即本文方法能够较好地模拟层压厚板接头的拉伸破坏过程,且可实现变参迭代计算,可为复合材料厚板接头结构的优化设计提供参考。

对GB151—89附录C《换热管与管板接头的焊接工艺评定》部分条款内容的探讨

GB151—89附录C《换热管与管板接头的焊接工艺评定》中,有个别数据的量取不够合理,有某些条款限制了先进焊接技术的使用,针对生产实际情况,笔者进行了分析和探讨,提出了建议以供该标准修订时参考。

高强钢三明治板T形接头焊剂片约束电弧焊电弧行为

文中基于高速摄像和焊接电信号采集系统,对焊剂片约束电弧焊接高强三明治板T形接头过程中的电弧行为进行了研究.结果表明,通过焊剂片约束电弧焊接工艺可实现三明治板的加工制造,焊剂片在焊接过程中不仅有效解决了电弧攀升问题,还改变了电弧形貌与加热特性,显著增加了电弧稳定性;将电弧电压控制在23~29 V,焊接电流控制在240~320 A,坡口宽度控制在5~7 mm,在此工艺参数范围内,焊剂片熔化高度适中,电弧可获得良好的约束,电弧到坡口底部的距离与电弧到面板侧壁的距离相当,主要在坡口底部及侧壁根部稳定燃烧,可获得面板与芯板熔合良好T形接头.