系列多孔焊接件专用夹具设计与优化

为解决系列多孔焊接件在钻削加工中采用通用夹具定位装夹困难、人工二次定位装夹效率低下且加工质量难以保证的问题,采用模块化组合式设计方法设计了组合连杆对向式夹紧装置和虎口压力钳自适应夹紧装置,实现对系列多孔焊接件的自适应定位装夹。为进一步提高设计夹具可靠性,对设计方案进行仿真优化,通过对筋板长臂端最大应力和最大位移产生的主要原因进行分析,设计了一种自锁式辅撑装置,并以此分别建立夹紧力为7500 N、7000 N、6500 N、6000 N、5500 N的对照实验。结果表明:自锁式辅撑装置可有效减小最大位移,减幅可达10.8%,以及可在不影响夹具夹持刚性的前提下减小夹紧筋板长臂端所需的夹紧力;夹紧力与最大应力成正比,与最大位移成反比;实际所需夹紧力的合理取值范围为6500 N~7000 N。

50 MN液压支架试验台焊接件组合时效工艺研究

为解决50 MN液压支架试验台大型焊接件的残余应力消除难题,研究了振动时效与超声波时效组合工艺在试验台研制中的应用,达到了残余应力消除、均化和稳定构件尺寸的预期目的,为组合时效工艺在消除大型低合金高强钢焊接件残余应力的应用提供了实践经验。

一种应用于大型焊接件的变位装置研制

焊接作为机械行业的关键工序,一直发挥着关键的作用。母材之间焊接是否牢固取决于焊接形式、焊丝选用和焊接工艺参数控制。大型焊接件在焊接时的姿态调整对焊接的稳定性及强度起着决定性的作用,变位翻转一直是制约焊接工序质量和效率提升的瓶颈问题,设计了一种应用于大型焊接件的焊接变位装置,可以大幅降低生产辅助时间、提高焊接效率,具有较高的实用价值。

频谱谐波时效技术在超大高刚性焊接件上应用

针对传统亚共振时效技术应用于超大型高刚性焊接件消应存在的不足,开展振动时效新工艺研究,主要将频谱分析及谐波振动技术应用于超大型弧门门叶结构焊后消应处理,在采用振动时效曲线法现场评判的基础上,还采用钻孔法对门叶结构关键点时在效前、后的应力状况进行检测,通过分析数据变化来探究新工艺的可行性。试验数据证明:频谱分析及谐波时效技术应用于超大型高刚性焊接件的消应效果稳定可靠,技术可行,为扩宽振动时效应用范围提供实践经验。

DH36钢焊接件海水腐蚀行为研究

海洋环境中的钢焊接件除了易发生电化学腐蚀之外,还容易发生电偶腐蚀等局部腐蚀。本文通过失重法、开路电位、强极化曲线、金相显微观测和X射线衍射等测试方法研究了DH36海洋用钢焊接件S-189-2在海水介质中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀倾向及其腐蚀产物成分。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率均较小,腐蚀电流密度在15～29μA.cm-2范围内,阴极反应由氧扩散过程控制。开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小。腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。

TMCPX80管线钢焊接件耐氢渗透研究

采用氢渗透试验法、硫化氢致应力四点弯曲法研究了TMCP X80高强度管线钢焊接件不同部位的氢渗透及其开裂行为,用扫描电镜对母材、热影响区、焊材进行显微组织分析。结果表明,该SZP-117试样各区显微组织不同,焊材比母材耐氢渗透能力差,焊接后熔合线部位耐氢渗透能力大于焊材的,但热影响区耐氢渗透性能次于母材。另外,s-117试样大热输入耐氢致开裂的能力比小热输入差。

16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展观察

该文对 16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区 (HAZ)中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。结果发现 ,疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关 ,由于焊接热影响区显微组织的不均匀性 ,使疲劳裂纹的扩展机制具有某些特殊性。疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶。在疲劳断裂的各个阶段 。

钛合金焊接件疲劳特性评估的当量K_t法

针对先进飞机结构广泛采用的钛合金焊接结构 ,提出了描述焊接件疲劳特性的当量理论应力集中系数Kt(Kte)的概念 ;建立了以钛合金材料疲劳性能为基础 ,通过一组谱载下钛合金焊接件疲劳试验来确定Kte的技术途径 .

14MnNbq焊接件全范围疲劳裂纹扩展性能研究

由试验获得桥梁用钢14MnNbq焊接件的疲劳裂纹扩展da/dN、ΔK数据点及其疲劳门槛值ΔKth,断裂韧性Kc近似采用相同厚度母材试样得到的结果。采用四参数Forman公式利用多元线性回归法拟合试验数据,给出了14MnNbq焊接件的全范围疲劳裂纹扩展的表达式。在应力比R=0.05,0.25,0.50条件下Forman公式拟合曲线与试验数据吻合较好;相对于母材而言,在疲劳开裂和稳定扩展初期焊接件疲劳裂纹扩展速率较高。

锤击对焊接件疲劳寿命影响的定量评估

实验研究了锤击对16 Mn 铜焊接件疲劳寿命的影响,并作了定量评估。实验结果表明,经锤击的16Mn 钢焊接件的疲劳寿命可近似地表示为当量应力幅的函数,并给出了相应的表达式。由此观察到,锤击主要是提高焊接件的理论疲劳极限,从而使中、长寿命区内的疲劳寿命延长,疲劳强度提高。

硫酸根离子和电极电位对异材焊接件A508/52M在高温水中应力腐蚀破裂的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)、电位测控和水中掺杂的方法,研究了SO_4^(2-)和电极电位对异材焊接件A508/52M在模拟压水堆核电站主回路高温水环境中应力腐蚀破裂(SCC)行为的影响。结果表明:在有和无SO_4^(2-)掺杂的水环境中,试样SSRT的力学行为和断口形貌随电极电位变化的规律相似,即在低电位区均在远离界面的镍基合金焊缝处发生韧性断裂,与氮气环境中的拉伸试验结果相似;在高电位区,试样在焊接件界面周围区域发生SCC脆断;但掺杂10 g·m^(-3)的SO_4^(2-)后,试样发生SCC的临界电位明显降低,说明SO_4^(2-)的存在增加了该异材焊接件在主回路水中的SCC敏感性。最后探讨了相关试验现象的机理和该研究的工程意义。

焊接件去应力退火工艺参数试验

通过对焊接件去应力退火工艺参数实验研究 ,最佳去应力退火保温时间系数为 2 .4min/mm～3min/mm ,此工艺参数的实验研究成功为焊接件去应力退火保温时间的合理计算提供了依据。

应变速率对304L焊接件应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验方法（SSRT）,研究了在氯离子和充氧环境下不同应变速率对304L焊接件在模拟一回路高温高压硼锂水介质中应力腐蚀开裂的影响。结果表明：当应变速率较高时（1~4.17×10-5s-1）,主要表现为材料的机械拉伸性能。当应变速率较低时（4.17×10-6~8.33×10-8s-1）,主要为脆性断裂。304L焊接件的应力腐蚀敏感性随着应变速率的降低而逐步增加,当应变速率为4.17×10-7s-1时,304L焊接件的应力腐蚀敏感指数达到最大值37.4%,进一步降低应变速率为8.33×10-8s-1时,应力腐蚀敏感指数几乎不变,但是至断时间却从116.7 h增加到584 h。当应变速率为4.17×10-6s-1时,对材料的应力腐蚀敏感性区分度较高,且试验时间长短合理。大部分断口位于焊缝和热影响区,在拉伸试验过程中,焊缝和热影响区发生了巨大形变,能观察到大量滑移带,焊缝和热影响区是整个焊接件的薄弱环节。

船用低合金钢焊接件腐蚀行为研究

目的研究船用低合金钢焊接件在海水中的腐蚀行为。方法采用金相组织观察、极化曲线、电化学阻抗谱测试,以及扫描振动电极技术(SVET),对船用低合金钢焊接件在天然海水中的腐蚀行为进行研究。结果船用低合金钢焊接件中热影响区与焊缝区及母材区金相组织发生明显分化,热影响区腐蚀倾向最大,耐蚀性最差,并且易与母材区形成电偶发生破坏。SVET测试结果表明,最大阳极电流出现在热影响区,随着浸泡时间的延长集中于靠近母材处。结论焊接件各区域间组织存在较大差异,热影响区成为最易发生腐蚀破坏的区域,在海水中阳极反应发生在热影响区,随浸泡时间延长电流增大,腐蚀加重。

镀锌板焊接件磷化工艺研究

针对目前焊接件焊缝区磷化效果不理想的情况,对镀锌板焊接件进行了3种不同工艺的磷化。通过扫描电镜观察磷化表面的形貌,采用硫酸铜滴定试验评价磷化膜的耐蚀性。研究表明:镀锌板焊接件用同一种磷化工艺很难达到预期效果;而先对焊缝用硝酸锌调节的磷化液喷淋磷化2 min,然后在Zn O调节酸度的磷化液中浸泡磷化2 min,焊缝和母材都可得到均匀、细小、致密的磷化膜,耐蚀性均较好。

异材焊接件A508Ⅲ-52M-316L基本材料在高温水环境中的电化学特性

采用电化学方法研究了AP1000等新型压水堆核电站用异材焊接件A508Ⅲ-52M-316L的三种主要材料在模拟主回路高温水环境中的电化学特性。主要是考察温度、水中杂质氯离子和硫酸根离子以及溶解氧对极化曲线及特征参数的影响,为这类异材焊接件的研发应用提供基础数据。给出了试样在各种条件下的极化曲线和测得的特征参数数据如自腐蚀电位处的腐蚀电流密度、钝化相关的致钝电流密度和致钝电位以及维钝电流密度。结果表明,当温度从160℃升到290℃,52M和316L在阳极极化条件下的腐蚀倾向增大,但A508Ⅲ的腐蚀倾向变化不大。水中加入氯离子和硫酸根离子后,三种试样的腐蚀倾向明显增大。水中溶解氧浓度增高导致自腐蚀电位升高,阳极极化条件下的腐蚀倾向性增大。

结构焊接件分布式CAPP体系结构研究

针对焊接件的工艺规划与制造特点，重点研究了集成环境下分布式ＣＡＰＰ系统的设计原理和３层体系结构：数据层、处理层和应用层，探讨了现代制造过程与软件开发中涉及的若干关键问题及解决方案。

16MND5/309L/308L/Z2CND18-12N异种金属焊接件的组织和性能

对国内按照法国核电技术制造的16MND5/309L/308L/Z2CND18-12N异种金属焊接件的化学成分、显微组织及力学性能进行了测试分析。结果表明:焊接件各部分的化学成分均符合相关标准技术要求,16MND5/309L界面附近的化学成分存在显著变化;母材16MND5低合金钢和Z2CND18-12N不锈钢的显微组织分别为上贝氏体和等轴奥氏体,309L和308L不锈钢焊缝的显微组织主要为枝晶状奥氏体,其上分布着少量δ-铁素体,16MND5/309L界面区域形成了马氏体薄层;焊接件的硬度存在不均匀性,16MND5/309L界面区域的硬度最高。最后分析讨论了异种金属焊接件界面区的碳迁移和其他性能。

电极电位和应变速率对16MND5/309L/308L异材焊接件高温水中应力腐蚀破裂行为的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)方法,研究了电极电位和应变速率对低合金钢-不锈钢异材焊接件16MND5/309L/308L在模拟压水堆一回路高温水环境中应力腐蚀破裂(SCC)的影响。结果表明:在5×10-7 s-1应变速率条件下,在-720^+100mV(相对于标准氢电极SHE,下同)的低电位区,所有SSRT试样均在远离界面的308L焊缝金属区发生纯力学韧性断裂,与在氮气中的试验结果类似;当外加电位提高到+200mV后,试样在16MND5/309L界面发生SCC脆断,界面附近的16MND5侧发生穿晶SCC,309L侧发生沿晶SCC。该异材焊接件在该高温水环境中存在一个临界破裂电位,高于此电位发生SCC,在5×10-7s-1的应变速率下,该临界破裂电位处于+100^+200mV;降低速应变率至1×10-7s-1,临界破裂电位仍处于+100^+200mV;提高应变速率至1×10-6s-1后,在+200^+300mV电位区也没有显示出SCC。

不同硬度Cr12MoV焊接件的力学性能研究

对三种不同硬度Cr12Mo V淬硬钢的焊接件进行了显微硬度、铣削力、振动信号测试。结果表明:焊接件的显微硬度存在不均匀性,焊缝处的显微硬度最大。在焊缝处的铣削过程中,铣削力呈现梯形的变化趋势,且焊缝处的铣削力最大。在焊缝处铣削的加速度峰值增大,且容易处于铣削振动加剧状态。