Q420qD钢部分熔透角接接头焊接工艺与性能研究

采用CO_(2)气体保护焊对16 mm厚Q420qD钢进行部分熔透角接焊,对平焊、立焊和仰焊的焊接工艺进行优化设计,并分析了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:在13.25~19.77 kJ/cm的焊接热输入条件下,接头焊缝和热影响区组织稳定。焊缝显微组织主要为先共析铁素体和针状铁素体,粗晶区为贝氏体、针状铁素体和珠光体的混合组织,细晶区铁素体和珠光体组织均匀分布。不同位置焊接接头的硬度变化规律为:热影响区>焊缝>母材。焊接接头的屈服强度(558~669 MPa)明显高于母材(464 MPa),拉伸断裂位置均发生在热影响区;焊缝和热影响区在-20℃的冲击功≥69 J,表现出良好的冲击韧性。

轨道交通车辆用5083铝合金单边角接接头的疲劳性能研究

针对轨道交通车辆常用4 mm厚5083铝合金板材单边角接焊接接头展开疲劳性能研究,求得其单边角接焊接接头的S-N曲线及条件疲劳极限。采用金相显微镜、扫描电镜观察接头微观组织和疲劳断口,分析了其疲劳断裂机理。研究结果表明,5083铝合金角焊缝焊接接头微观组织均匀,无微裂纹。焊缝中心硬度最低,硬度值随焊缝中心距离增大而增大,到达母材后硬度值趋于稳定;单边角接接头立板与底板间的抗拉强度仅为110 MPa,远低于母材的324.5 MPa;在加载107条件下,中值疲劳极限为7.33 MPa,仅为母材强度的2.25%,说明沿立板方向承受交变载荷时疲劳性能较差;疲劳裂纹萌生于焊缝根部,由于焊缝内部存在气孔等缺陷,导致疲劳断口存在多个裂纹源。综上,设计5083铝合金单边角接接头时,立板不应承受交变载荷。

不同形状的耐候钢T形角接接头疲劳性能研究

T形角接接头在铁路货车箱型结构中应用较为广泛,该接头处受力较为复杂,其疲劳性能对于整车安全有着关键作用。对不同形状Q450NQR1高强度耐候钢多层多道焊T形角接接头进行三点弯曲疲劳试验和疲劳断口扫描试验。结果表明:a10角焊缝、向外凸焊缝与向内凹焊缝焊接接头的中值疲劳极限由高到低依次为289 MPa、277.5 MPa、241 MPa。疲劳试件分别在焊趾或焊缝之间启裂,焊趾处裂纹向母材延伸。观察其断口形貌可知:各区域具有典型疲劳断裂特征,启裂区存在同扩展方向一致的清晰细密的条纹,此种条纹是一种呈向外放射状且具有一定高度差的撕裂棱。扩展区随疲劳循环次数的增加而扩大,裂纹呈河流状分布,终断区观察到大小深浅不一的韧窝,故判断断口为韧窝型韧性断裂。

35kV直挂式角接链式STATCOM控制策略

在大型电弧炉的补偿应用中,为了应对电网电压不对称的应用条件,提出一种35 k V直挂式角接链式STATCOM网侧电流闭环综合补偿控制策略。该策略将经典电纳平衡补偿和网侧电流闭环控制相结合,使得链式STATCOM装置可以在电网电压不对称条件下对电弧炉负载进行无功、谐波和负序的综合补偿。经35 k V/±40 MVA STATCOM装置实际运行,结果表明:STATCOM装置能够在保持快速的动态响应的同时,实现良好的稳态补偿效果,并能抵御电网电压不平衡造成的影响。

角接接头热源模型的应力场数值模拟

根据角接接头焊接,分析了其焊缝的特性,在双椭球热源基础上改进其热源模型,以Q235为母材,依据试验及反演算法得出改进型双椭球热源参数并对其热源模型进行仿真,获得不同时刻的应力变化曲线规律及初始焊接与焊接末端应变角度的大小、应变位移变化及整个工件变形最大角度,验证了其上下焊缝应力及应变不对称原则,结果表明下侧板应变角度要大于上侧板但对应变形位移及扭曲程度要小于上侧板。该方法为合理选择焊接工艺参数、保证焊接质量及防止焊接变形提供依据参考。仿真结果表明,改进的热源模型正确。

轨道车辆用铝合金厚板角接自动焊工艺

采用CLOOS焊接机械手对厚15 mm的6082铝合金厚板进行单丝脉冲MIG角焊试验,对焊缝进行外观检测和表面渗透检测,并切取试样观察宏观金相,总结了焊接试验过程中出现的焊缝外观形状、尺寸不良和焊缝内部质量问题,从焊接参数、焊枪调整、母材热传递和约束条件四个方面进行了系统讨论,分析并概括了几个因素对焊后焊缝质量的影响,提出自动焊焊接轨道车辆常用铝合金厚板的角焊缝时适宜采用的工艺,有效地避免了焊接缺陷的产生,提高了焊缝的焊接质量。

单相短路时变压器角接绕组零序电流暂态特性及其影响

针对YNd11连接组的变压器,利用T形等效电路原理,结合对称分量法推导出了变压器角接绕组中零序电流(ih)分量与一次侧零序参量的关系式。通过实例,计算了一次侧发生单相接地短路时,变压器角接绕组中的暂态ih,并与MAT-LAB/Simulink计算结果进行对比,验证了该方法的有效性,并研究了影响ih的因素,研究表明ih与一次侧零序电流具有相似性,出现了零点漂移。当短路消失时,会引起包含多种频率成分的暂态振荡;当电源初相角α=0°(60°)和α=180°(120°)时的ih相对于时间轴对称,对于α=0°到180°,随着初始相角的增大,ih的首次过零时间也变短;ih峰值随着变压器时间常数的增大而增加;当τ≤0.2 ms时,ih增到无限大;ih峰值与短路点位置呈现抛物线特性。

角接接头旋转电弧焊接热源模型温度场模拟

针对角接接头旋转电弧焊接温度场模拟问题,建立了旋转电弧焊丝端部轨迹方程;考虑其焊缝特性并引入焊炬夹角,建立了一种改进的热源模型;以Q235为母材,焊炬夹角45°为例,运用该热源模型进行温度场仿真,获得了其动态温度场分布规律。仿真结果表明,靠近上侧板焊缝温度要略高于下侧,说明其焊接熔池不对称,且靠近上侧板熔池的宽度与深度大于下侧板;同时,旋转运动引起的温度叠加作用,使得靠近热源中心前部的温度要略高于热源中心温度。仿真结果为正确选择焊接工艺及工件变形分析提供参考。

2519铝合金角接结构的搅拌摩擦焊

利用自行研制的搅拌摩擦焊机采用一种搅拌摩擦焊外侧角接的新方法对厚度为22 mm的2519铝合金进行了角接焊接试验,并对焊缝的微观组织、硬度等进行了分析.分析了搅拌针断裂原因及得出其断裂方式为剪切断裂.结果表明,搅拌摩擦焊外侧角接焊接的方法能够有效地进行角接焊接;合理的焊接工艺和搅拌针形状是焊接的关键;旋转频率在30～40 rad/s,焊接速度在90～120 mm/min的范围内都可以获得良好的接头外观.

角接接头热源模型的温度场数值模拟

根据角接接头焊接特性,分析其焊缝不对称的特性,在双椭球热源基础上改进其热源模型。以Q235为母材,根据试验与反演算法得出改进双椭球热源参数并对其热源模型进行仿真验证,获得了焊缝成形过程与温度场分布规律及对咬边的影响;得出热源中心处纵横能量分布,证明了上下焊缝不对称的原则。该方法为合理选择焊接工艺参数和保证焊接质量提供依据参考。仿真结果表明,改进的热源模型正确。

角接接头焊缝外观检查质量标准的探讨

针对厚壁管角接接头多次出现裂缝,解剖后又没有发现足以引起裂缝的除未焊透外的其它焊接缺陷的情况,认为除应力集中外,角接接头本身的强度也是决定是否会开裂的一个重要原因,为此建立了一个数学模型,同时结合实例证明。按目前大多数人认可的角接接头焊脚的定义,根据DL/T869—2004《火力发电厂焊接技术规程》去控制焊接尺寸,会出现焊缝有效厚度不足的问题。从而根据角接接头有效厚度不应小于最小壁厚的观点,提出对此类角接接头焊缝外观质量控制的几点意见。

芜湖长江大桥2×120m连续桁梁制造角接接头焊接工艺试验研究

介绍芜湖长江大桥 2× 12 0m桁梁制造工程中典型棱角接接头、T型角接及坡口角接接头焊接工艺评定试验过程及试验检验结果分析 ,试验结果满足规定要求。

基于惰性气体钨极保护焊受电弓用6082铝合金角接接头开裂分析

受电弓在组装时发现下臂主轴与吊耳所组成的角接接头近焊缝区出现表面裂纹,结合焊接结构和实际工艺,通过材料理化性能试验、T型接头裂纹敏感性分析、焊接接头裂纹断面宏观和微观检查,对裂纹产生的原因及机理进行了分析。结果表明:受电弓下臂主轴与吊耳的焊接接头近焊缝区开裂是由于热输入过大而引起的液化裂纹,而吊耳装配时的锤击导致该液化裂纹进一步扩展,形成了沿焊趾的开裂。最后提出了预防裂纹的措施,保证了产品的焊接质量。

轴肩型面对角接接头静轴肩搅拌摩擦焊缝成形的影响

设计了钝角与圆角两种型面的静轴肩搅拌工具,通过采用7A52与7B52异种材料进行试验,分析两种搅拌工具作用下焊缝成形和材料流动特点,进而分析对不同焊接参数(焊接转速、焊接速度、压入量)对焊缝成形的影响。结果表明,前进侧材料向下流动在顶部形成瞬时空腔,圆角型面轴肩有利于焊缝顶部材料补给前进侧的空腔,在极小压入量0.05mm、焊接转速1000r/mm、焊接速度100~200mm/min范围内均可获得表面光洁、无缺陷的接头;钝角型面轴肩由于不利于补给前进侧的空腔,在前进侧顶部与顶角位置产生缺陷,即使改变工艺参数也无法消除顶角缺陷。

角接接头焊缝的设计及强度影响因素

对挖掘机动臂底板与侧板处焊缝开裂的现象进行了有限元分析,得出与实际位置相符的最大第1主应力;通过有限元分析计算,对角接接头焊透和未焊透进行了分析,得出焊透的角接接头在强度以及焊接变形方面都要优于未焊透的角接接头的结论,为设计提供了理论依据,并在实际应用中得到了验证。

高速角接触陶瓷球轴承径向刚度的分析计算

由于材料特性上的差异,直接用角接触球轴承径向刚度计算公式来计算混合陶瓷球轴承径向刚度会产生较大的误差,因此通过原公式计算值与实验值的对比,提出了混合陶瓷球轴承径向刚度的修正计算公式,并以GMN公司生产的某型号轴承为对象进行了验证,结果表明:修正值与实验值基本保持一致,误差不超过2%,从而提供了一种计算角接触陶瓷球轴承径向静刚度的简便方法。

船用铝合金角接的固定轴肩搅拌摩擦焊焊具设计研究

针对船舶常用的5系与6系铝合金的角接开展固定轴肩搅拌摩擦焊的焊具设计研究。对焊具材料的选择及热处理工艺、轴肩和搅拌针的结构型式以及两者间的配合方式等展开了分析研究。

R60702管板角接接头耐蚀性研究

工业纯锆R60702是一种稀有金属,具有良好的焊接性和抗腐蚀性,其熔点、硬度和强度均很高。分析了R60702在经过管板角接后,焊缝的元素成分和耐腐蚀性能,通过极化曲线和交流阻抗图分别表征了锆材焊缝在30℃和70℃的耐蚀性。

角接热源模型校核研究

在角接过程中,为了使模拟的热源模型与实际热源相符,需对模拟角接热源模型进行校核。本文以普通碳素结构钢为例,基于改进双椭球热源模型对其角接接头进行数值模拟,采用合适热源数学模型参数确定焊接熔池的精确形貌,并获得改进双椭球热源模型的敏感性参数在MAG焊条件下熔宽、熔深的线性回归结果。研究结果表明:普通碳素结构钢角接接头可根据金相熔池形貌的熔宽、熔深相应地校核焊接热源模型的相关参数,并可为更准确的模拟结果提供参考。

搅拌摩擦焊角接焊接外侧焊方法

在分析现有搅拌摩擦焊角接焊接的基础上,提出了一种新的搅拌摩擦焊(FSW)角接焊接外侧焊接方法(FSOCW)。采用在角接头外侧镶拼辅助工艺垫块,在角接头外侧顶部构成搅拌头台肩摩擦所需平面的方法,将任意角度的角接焊转化为类似平板对接焊,利用垫板与搅拌头台肩产生的摩擦热加热角接焊缝,并在搅拌头搅棒的联合热机作用下形成搅拌摩擦角接焊缝。