焊趾工艺优化对压力管道对接接头残余应力的影响

为探讨焊趾工艺优化方案对压力管道对接接头残余应力分布的影响,以提高管道的疲劳寿命和整体性能。通过设计三种不同的焊趾工艺优化方案,利用有限元分析模拟了三种方案对X70管线钢对接接头周向和轴向残余应力的影响,并采用盲孔法对仿真结果进行了验证。仿真和试验结果表明,三种优化方案的周向和轴向残余应力变化趋势基本一致;焊趾位置凹形过渡(方案2)在减少应力峰值和平均应力方面表现最佳,其周向残余应力峰值为539.22 MPa,轴向应力峰值为204.57 MPa;盲孔法测量结果显示,残余应力仿真与试验结果趋势一致,误差控制在8.5%以内,该结果验证了仿真模型的可靠性。焊趾位置的凹形过渡设计能有效降低残余应力,提高压力管道的安全性和耐用性。

SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ异种钢对接焊工艺研究

ASME材料SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ的异种钢对接焊,无论焊接材料选择采用高强度匹配还是低强度匹配,都需要解决焊接接头热处理温度差异较大的问题。采用在母材SA-336 F11 CL.2坡口处堆焊隔离层0.5Mo后再对接母材SA-765 Gr.Ⅱ的方式制备焊接试样,通过分析焊接接头形成过程中不同时期微观金相组织以及焊接接头力学性能,验证了坡口堆焊隔离层后先进行高温焊后热处理,对接后再进行低温焊后热处理的可行性和可靠性。此方法可以在SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ焊后热处理时建立温度平衡,减小温度差对焊接接头工艺性能的不利影响。

基于神经网络与NSGA- Ⅱ算法的钢轨闪光焊工艺参数优化

高压阶段是钢轨闪光焊接过程中快速加热并建立起较宽温度场的关键阶段,其工艺参数与焊接加热效率之间是复杂的非线性关系,传统工艺调试方法难以获得最优的高效加热工艺。通过正交试验和极差分析研究高压阶段工艺参数对加热效率的影响规律;分别利用BP神经网络、遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)、粒子群算法优化的BP神经网络(PSO-BP)及RBF神经网络建立热输入与热效率的预测模型,预测结果表明RBF模型的预测精度最高;结合NSGA-Ⅱ算法的多目标寻优能力,以RBF模型作为工艺优化过程中的函数关系,对四个工艺参数进行优化,验证试验结果表明,采用优化后的工艺参数进行焊接时,有效热输入增加22.778%,900℃以上的高温区温度场宽度增加27.48%,有利于钢轨闪光焊的快速高效加热和获得更好的温度场分布,证明本文工艺参数优化方法的有效性。

GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊接工艺试验及接头性能分析

采用GHG-800直流固定式闪光焊机脉动焊接工艺对鞍钢U71MnG钢轨进行焊接试验。对焊接设备、工艺和焊接质量进行分析,通过优化部分工艺参数,可有效改善GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊轨底角灰斑的面积和尺寸,同时改善轨底角断口形貌,从而获得焊接接头良好的力学性能。同时,研究发现工艺调整前后灰斑出现的位置呈现一定的规律,检验了GHG-800固定式闪光焊机工艺的稳定性。合理的GHG-800固定式闪光焊机脉动闪光焊工艺可以通过型式检验的落锤、断口、晶粒度、静弯和探伤检验。

U75V钢轨闪光焊工艺研究

介绍了钢轨连续和脉动闪光焊接工艺。脉动闪光工艺的有效热输入大,有利于降低落锤断口灰斑,适合焊接U75V钢轨。为获得有效加热,脉动闪光工艺参数必须根据加热钢轨接触电阻变化,对焊接参数分多段进行独立调节,确保不发生长时间短路或快速烧化。

对接焊残余应力的有限元分析

针对应用有限元方法进行焊接残余应力数值预报时模拟普遍存在的三维模拟过程复杂、计算时间冗长、计算费用较高的问题,通过引入焊接热循环过程的加热和冷却时间比,提出了以线热源代替点热源的简化数值预报方法,使三维问题简化为二维问题进行数值模拟,大大节省了计算时间。数值计算结果表明:文中提出的焊接残余应力的数值预报方法能满足焊接力学分析的精度要求,节省了大量的计算时间,可以应用于工程实际。

变形锌合金闪光对焊焊接工艺研究

对变形锌合金进行闪光对焊工艺试验和工艺研究。利用金相显微镜和力学性能检测设备等分析检测手段,研究闪光对焊接头的组织和性能。结果表明,采用合适的闪光对焊工艺可以实现新型锌铝合金的对接,焊缝组织致密,接头具有较高的结合强度。

K584Ch管道闪光焊机及焊接工艺

K584Ch是我国从乌克兰科学院巴顿焊接研究所引进的首套管道闪光焊机。本文从机械系统、控制系统和焊接工艺三个方面对K584Ch焊机进行介绍，该闪光焊机可焊接直径范围114～325mm的管道，焊接质量好，焊接效率高，在油气输送、石油化工、电力和海洋工程等领域具有广泛应用前景。

焊接工艺对钢轨闪光焊接头性能的影响

在不同热输入和不同顶锻量等焊接工艺条件下,对TB60廓型R260钢轨移动闪光焊接头纵断面硬度、热影响区宽度及拉伸、冲击等性能进行了研究。结果表明,随着焊接热输入的增大,钢轨闪光焊接头热影响区宽度也越大,但纵断面硬度趋于平缓;随着顶锻量的增加,钢轨闪光焊接头纵断面硬度间差值先增大后减小,热影响区宽度基本呈减小趋势;不同顶锻量条件下的钢轨闪光焊接头冲击及拉伸性能相差不大。

新型半自动钢筋闪光焊工艺及设备研究

钢筋闪光对焊广泛应用于混凝土结构工程中,其焊接施工情况将直接影响工程结构质量。由于现场焊接施工设备和工艺长期存在的一些问题,接头质量的稳定性尚不能令人满意。本文分析研究了钢筋现场焊接工艺特点,制定出了高可靠性钢筋闪光焊工艺,并研制完成了一种全新送进结构的钢筋自动闪光焊机,可方便地调节闪光送进曲线,完成高可靠性的焊接工艺需要。经试验验证和工程试用表明,新型钢筋闪光焊工艺及设备,能有效地提高钢筋闪光对焊焊接质量的稳定性,实现现场钢筋焊接自动化。

高强度耐磨钢轨焊接试验研究

介绍了采用K190ΠK焊机焊接包钢60kg/mPD3钢轨的工艺试验结果,分析了PD3钢轨的焊接与正火工艺特点,提出了稳定钢轨焊接质量的工艺措施。

脉冲闪光对焊设备的研究

在对脉冲闪光对焊 (pulsedflashingbuttwelding)的振动过程进行深入分析的基础上 ,提出并研制了直流电动机带动凸轮产生振动的闪光对焊装置 ,并设计了振动机构及其控制电路。工艺试验表明 ,该设备能实现脉冲闪光对焊的要求 。

L245NCS/316L复合输气管道的焊接技术

双金属复合管因其结构的特殊性及对力学性能和耐腐蚀性能的双重要求,使得其现场焊接施工遭遇诸多困难。为了保证高酸性气田开发集输过程中所用L245NCS/316L双金属复合管的焊接质量,针对其对接焊,采用了钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充盖面的方式,通过反复试验,优选了TGFA-309L(直径为2.2 mm)、ATS-F316L(直径为2.0 mm)、TGS-309MoL(直径为2.4mm)和CHE427(直径为3.2 mm)为焊接材料,确定了焊接工艺参数,对焊接接头进行了X射线探伤、力学性能试验、微观组织分析及晶间腐蚀倾向测试、失重腐蚀性能测试和抗Cl^-应力腐蚀性能测试,对抗Cl^-应力腐蚀试样腐蚀产物进行了XRD和SEM分析。结果表明:①焊接接头X射线探伤检测结果为Ⅱ级;②焊接接头各项力学性能指标均合格;③焊缝区微观组织主体为针状铁素体+粒状奥氏体+珠光体;④抗晶间腐蚀倾向测试与抗Cl^-应力腐蚀性能测试均未见裂纹,失重腐蚀测试气相和液相平均腐蚀速率分别为0.022 3 mm/a和0.068 1 mm/a;⑤Cl^-应力腐蚀试样XRD、SEM分析结果显示腐蚀产物膜的主要成分为FeS,是四方晶系晶体,呈堆砌状态,易穿透基体金属表面腐蚀产物膜,对基体金属会产生进一步的腐蚀。焊接接头各项性能指标表明,所拟定的焊接工艺方案对L245NCS/316L双金属复合管对接焊是可行的。

热处理工艺对M390/304闪光对焊焊接接头微观组织及力学性能的影响

本工作基于提高M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能并且使M390/304焊接接头达到高端刀具的硬度要求,对闪光对焊的M390/304焊接接头进行不同热处理工艺研究。实验采用拉伸、维氏显微硬度测试及扫描电镜(SEM)表征不同热处理工艺的焊接接头的力学性能及微观组织演变,并通过线扫描研究了不同热处理工艺下焊接接头的元素扩散,揭示了不同热处理工艺下焊接接头的断裂机理。研究结果表明,1150℃空冷热处理工艺为M390/304闪光对焊焊接接头的最佳热处理工艺,对应的抗拉强度和延伸率分别为494 MPa和15.7%,分别比焊态提高了2.7%和182%。延伸率显著提高是由于在1150℃空冷工艺下焊接接头的元素扩散程度较大,焊缝中化学成分的均匀性得到提高。不同热处理工艺下焊接接头的断裂类型均为脆性断裂,但断裂位置并不相同。断裂位置的变化是由于不同热处理工艺下C、Cr、Ni等元素的扩散程度不同,焊缝中碳化物的尺寸和形貌也不同,导致焊缝中第二相强化作用不同。

X65与A105管道接头对焊工艺的研究

介绍了以具有代表性的X65与A105两种不同强度级别钢管的对接接头焊接工艺研究情况,并在试验分析两种钢材焊接性基础上,确定了其预热和层间温度,合理选择了焊接材料及坡口型式。同时根据Q/SYXQ18-2002《西气东输管道工程站内工艺管道施工与验收规范》和XQ-CS-JX-SPE-0010《站内管道系统焊接及检测技术条件》标准对所制定的焊接工艺进行了评定。研究结果表明,管口外观检查和射线检测合格,金相组织、拉伸试验、冲击试验等各项性能指标优良。

基于结构光无坡口对接焊缝图像实时处理研究

设计了一套基于结构光无坡口对接焊缝图像实时处理的方法。对焊缝图像采用中值滤波去除图像噪声,提出三次筛选法对图像进行二值化,采用基于二值形态学的滤波方法滤除孤立点,采用求取边缘上下两个边界点平均值的方法快速提取结构光的中心线,提出了通过求取结构光邻域灰度曲线二阶导数的方法来获取焊缝中心位置信息。试验结果表明,所设计的方法能够准确地提取焊缝中心,具有很强抗干扰性能,能够满足焊缝跟踪系统的实时性要求。

基于Lab VIEW的分体自升式平台水下对接监测系统研制

为了实现分体平台上下箱体水下高效安全对接,对分体平台水下对接监控关键技术进行分析。运用虚拟仪器技术,采用MEMS三轴加速度传感器设计对接过程监测系统。实验结果表明,该系统具有监测精度高,响应速度快,抗干扰性能强等特点,满足平台对接监控技术要求。

X65管线钢管闪光对焊工艺参数对焊接接头力学性能和缺陷的影响

利用正交试验法,研究了焊接工艺参数对X65管线钢管闪光对焊焊接接头力学性能的影响。正交试验中选择激发闪光阶段烧化量、稳定闪光阶段烧化量、稳定闪光阶段焊接电流、加速闪光阶段闪光速度作为试验因素,焊接接头抗拉强度、塑性和低温冲击韧性作为焊接工艺的评价指标,得到了最优的焊接工艺参数。接头的金相分析表明,焊接的高热输入使接头焊缝区和部分热影响区的晶粒粗化,形成魏氏组织,降低了接头的冲击韧性。刻槽锤断试验表明,灰斑缺陷内部和边缘的密集裂纹导致接头脆性解理断裂。加速闪光阶段优化的闪光速度有利于减少焊缝区内的缺陷并提高接头的力学性能。

无头轧制技术中专用闪光对焊机

无头轧制过程中的关键技术是钢坯的焊接技术。详细介绍了应用于无头轧制技术中的闪光对焊机的工作过程,根据无头轧制技术的要求,设计了无头轧制专用闪光焊机的供电部分、控制部分、液压系统。该专用焊机采用三相次级整流电路,通过电压反馈完成钢坯焊接时焊接工艺的控制。由于钢坯的焊接是在动态过程中完成,焊机的行走由PLC控制。焊机的液压系统由夹紧液压缸、俯仰液压缸、顶锻液压缸和剪切液压缸等组成,用来完成钢坯夹持、毛刺的去除等动作。整个设计很好的满足了无头轧制技术中钢坯焊接的要求。

基于双目视觉的焊缝跟踪系统研究

在自动焊接技术中,需要焊枪对焊缝实时而准确地跟踪。单目视觉系统不能实现对曲面焊缝的焊接。引入双目视觉技术,利用视觉反馈,实时监控焊点位置,减小自动焊接工作过程中的焊接误差,提高焊缝精度;对双目视觉系统进行标定,得到相机内外参数,利用投影矩阵M得到焊点三维坐标,并以此计算焊点的理论坐标误差,通过实时补偿,满足高精度焊接要求。实验表明,在加装双目视觉传感系统后,焊缝平均精度可达0.68mm,满足自动焊接的要求。