单点锁紧装置后基座模块化更换虚拟建造分析

针对FPSO单点系泊系统锁紧装置插板和局部结构因反复焊修导致的焊接裂纹问题,提出一种模块化更换方案,以提高焊接质量、结构可靠性和现场施工效率。采用模块化更换方法,通过热弹塑性数值模拟评估单点锁紧装置后基座更换过程中的焊接变形,优化焊接顺序和坡口设计,以控制焊接过程中的变形和残余应力。同时,考虑模块边界设计和不同模块类型的特殊需求,以适应FPSO单点舱复杂结构的多样性。模拟结果显示,优化后的模块化更换方案实现了焊接变形的最小化,有效控制了焊接变形,保证了后基座模块化更换的装配精度,确保了与安装平面误差在可控范围内。模块化更换方案是一种有效的解决FPSO单点锁紧装置插板和局部结构焊接裂纹问题的方法,为后续相关在线维修或坞修提供参考。

锁底结构焊缝相控阵超声检测技术

针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;对于粗晶材料,低频探头比高频探头具有更高的缺陷检出率。通过对比超声、射线及剖切金相结果研究了锁底结构对回波信号的影响,获得了未焊透信号识别方法。利用焊接模拟样件进行工艺验证实验,实验结果表明,相控阵超声技术可有效检出除对侧坡口未熔合之外的全部缺陷,且定量结果与射线检测基本一致。采用研究获得的检测工艺累计完成多件产品检测验证,为持续优化焊接方法、改进接头坡口形式提供了参考。

旋转速度对铝合金锁底结构搅拌摩擦焊接头成形及力学性能的影响

目的针对密封性要求高的6082-T6铝合金特殊容器焊接接头强度低的问题,研究搅拌头旋转速度对锁底接头成形及力学性能的影响。方法首先选用焊接速度为47.5mm/min,搅拌针旋转速度分别为600、750、950 r/min的焊接工艺参数对6082-T6铝合金锁底结构进行搅拌摩擦焊接,分析不同旋转速度对锁底接头横截面形貌、显微组织及力学性能的影响。结果锁底结构搅拌摩擦焊的焊缝区均存在未焊透和弱连接缺陷;随着旋转速度的提高,“S”线逐渐增多并且向前进侧方向偏移,未焊透缺陷尺寸逐渐增大;接头热影响区沉淀相的尺寸随着旋转速度的提高而增大,且分布更密集;提高旋转速度会造成接头拉伸性能逐渐降低;其中在旋转速度600r/min下获得的接头抗拉强度达到母材的53%,而旋转速度为950r/min时接头抗拉强度仅为母材的48%,并且在断口处发现了大量富Fe相沉淀颗粒物。结论随着旋转速度的增大,热影响区所受焊接热循环的高温时间增长,冷却时间延长,含有富Fe的沉淀相明显可见且逐渐粗化变大,导致力学性能降低。试样断裂位置均沿接头底部未焊透区域开始断裂。

搅拌摩擦焊技术在弹箭体贮箱锁底环缝上的应用

明确了搅拌摩擦焊技术应用于贮箱锁底环缝需要解决的关键问题。首先对熔焊锁底接头结构进行了搅拌摩擦焊工艺适应性设计,取消了背部焊漏槽和正面焊接坡口。结果表明:当叉形环位于焊缝前进侧,搅拌针长度与短壳板材厚度相当时锁底接头力学性能最优。锁底接头超声相控阵分析结果表明:存在于装配界面与焊核交界处的信号显示可以不当作缺陷信号判读。提出了采用立式帽装方式实现锁底环缝的装配焊接方案,并研制了可以保证锁底环缝装配间隙、错边、环缝平面度、贴合度以及叉形环大端周长的成套工装。实现了搅拌摩擦焊技术在Φ3 350 mm贮箱锁底环缝上的工程化应用,无损检测结果、形位尺寸符合设计要求。

某薄壁构件搅拌摩擦焊锁底焊缝的超声相控阵检测

针对某薄壁结构件3mm厚的铝合金搅拌摩擦焊锁底焊缝开展了超声相控阵检测工艺研究,采用内置30°楔块的相控阵探头解决了该结构件装机状态下检测空间狭小、焊缝厚度薄且结构复杂的检测难题,同时结合搅拌摩擦焊接工艺对检出的缺陷类型及成因进行了分析,以为类似结构产品的检测及搅拌摩擦焊接质量的控制与改进提供参考。

薄壁件激光锁底焊缝质量研究

针对30CrMnSiA薄壁激光锁底焊接接头的焊缝质量问题,从激光焊接中的气孔成形及分布规律入手,参照有关标准对一定焊缝长度内的不同孔径的气孔数量进行统计,同时对含气孔缺陷的焊接接头的力学性能进行了测试,结果表明:其焊缝气孔大多集中在有效焊深以外的焊缝根部,对焊接接头的性能影响不大,即使在焊缝中含有多处气孔的情况下,其焊缝力学性能依然能满足产品设计要求,据此制订了验收规范。生产应用表明:该规范对30CrMnSiA薄壁件激光锁底焊缝的质量控制合理,保证了构件性能,明显提高了生产效率。

焊透深度和前进侧位置对FSW贮箱锁底接头性能的影响

文摘开展了2219MCS叉形环和2219C10S短壳组成的锁底接头的搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了搅拌针长度和前进侧位置对锁底接头Hook型缺陷、力学性能、断裂方式的影响规律。结果表明:搅拌摩擦焊锁底接头在短壳一侧存在Hook型缺陷,短壳位于前进侧时的搭接界面上翘曲率和迁移量均大于叉形环位于前进侧,且随着搅拌针长度的增加,搭接界面的向上迁移量逐渐增大。相同的焊透深度时,叉形环位于前进侧的力学性能优于短壳位于前进侧;相同的前进侧位置时,随着焊透深度的逐渐增加,接头力学性能逐渐降低。锁底接头搭接界面缺陷形貌及迁移量的变化是引起力学性能变化的主要原因。优化的试验结果显示,当焊透深度和短壳板材厚度相同,且叉形环位于焊缝前进侧的力学性能最优,常温可达到300 MPa,低温可达到370MPa,延伸率均超过3.5%。锁底接头的拉伸断裂方式与焊缝前进侧位置密切相关。当短壳位于前进侧时,从短壳一侧热力影响区断裂;当叉形环为前进侧时,从焊缝焊核区断裂。

AP1000机组反应堆压力容器堆测管焊接工艺的研究

从焊接工艺评定入手,按AP1000机组反应堆压力容器的技术规格书进行了焊接工艺试验,为核电重要设备的制造积累了成功的经验。

船舶气电立焊工艺与参数控制

随着我国船舶制造领域步伐的加快,大型分段焊接合拢工程也随之增加,厚板垂直焊缝采用EGW技术代替传统的人工焊接,在质量提高的同时,生产效率提高了十几倍。以图解形式介绍EGW工作原理、设备构造,阐述了在EGW焊接中衬垫形式、工艺参数、焊丝对接头质量的影响及控制。

锁相放大器测试焊条表面分形维数的改进

本文对作者原来采用的锁相放大器测试焊条表面分形维数的方法进行了改进 ,给出了改进后的测试原理 。

点、凸焊机群机连锁控制器的研制

本文阐明点、凸焊机连锁控制器的必要性、原理和效果。实践证明:连锁控制器是一种值得推广的,既能提高点、凸焊的焊接质量、又能节约设备投资的好方法。

薄板铝铜搭接搅拌摩擦焊工艺

目的研究铝铜异种材料的搅拌摩擦焊搭接工艺,揭示搭接接头界面行为演变的基本规律。方法对1mm的6061铝合金与1 mm的紫铜薄板进行搅拌摩擦焊搭接焊接,测试焊缝的力学性能,对焊缝组织进行分析。结果焊缝表面成形良好,焊缝内部无缺陷。接头的最高拉伸强度达到1447 N,观察拉伸接头断口形貌,发现断裂均发生在上层铝合金的热影响区。结论接头连接界面区域生成钩状"自锁紧"结构,这种钩状"自锁紧"结构增加了铝铜之间的有效接触面积,有利于提高焊缝连接强度。

基于有限元的焊缝缺陷红外热像检测研究

研究用红外热成像法分析和评价焊缝材料内部缺陷的可能性。利用ANSYS Workbench建立金属焊缝气孔缺陷的红外热像检测瞬态热分析有限元模型,通过分别施加脉冲激励热载荷、不同频率的周期热载荷,模拟脉冲热成像和锁相热成像两种方法用的热源。针对焊缝缺陷深度评估精度,将脉冲热成像与锁相热成像两种方法进行对比研究。记录缺陷表面的温度场响应,并采用傅立叶变换对仿真数据进行处理,求得不同深度缺陷的相位差,运用多项式拟合方法求得相位差与焊缝缺陷深度之间的定量关系。从结果总结出不同深度范围内焊缝缺陷检测的热源激励方式以及频率参数的选取,达到了较为满意的预测精度,为工程检测中焊缝缺陷热像检测的参数优化提供了参考,减少了参数重复设置而导致的时间浪费。

解决钛合金舱体未焊透缺陷的工艺方案研究

对空空导弹钛合金舱体插接锁底结构圆周焊缝根部未焊透的产生原因和危害进行了讨论,提出了几套解决和防止根部未焊透缺陷的工艺方案。试验验证这些工艺方案完全能够消除未焊透缺陷。

防松帽搭接焊缝力学性能及分区建模方法

为了建立精细有限元模型,提高焊缝疲劳寿命仿真预测精度,需准确获取焊缝区的组织及材料力学性能分布.通过金相试验得到了焊缝区域组织分布,结合硬度试验和经验公式获取了焊缝微小区域组织应力-应变曲线参数.根据试验结果分析提出一种焊缝分区建模方法,并利用准静态拉伸试验验证了该方法的正确性,为进一步分析焊缝区域失效机制以及预测疲劳寿命奠定了基础.

穿孔机转鼓定位改造

分析了天津钢管集团股份有限公司258PQF机组穿孔主机上下转鼓定位装置存在的缺陷,通过将锁紧缸改为钢滑板定位,改进钢滑板结构设计及钢滑板的焊接固定方式,使转鼓定位装置运行更加稳定,降低了设备故障率,减少了转鼓定位装置的备件及维护成本。

弧焊电源用新型晶闸管触发器

针对国内用量较大的晶闸管式弧焊电源，提出一种利用锁相技术的模拟－数字触发器，阐述了这种触发器各部分的结构和工作原理．其触发的不对称度不超过±０．５℃。

2A14铝合金返修焊技术

根据2A14铝合金的冶金特点,针对对接接头和锁底焊缝的不同要求,提出了相应的采用缺陷槽的补焊工艺。分析了焊接位置、补焊层数及两面补焊、预热和缓冷、补焊的收/起弧及长度、电源选择、环境控制、补焊顺序和方向,以及装配等因素的影响。由不同运载贮箱补焊的结果可知,该工艺措施有效,补焊质量较好,提高了补焊的一次合格率。

平行缝焊接方式研究

介绍了平行缝焊的作用与工作原理,阐述了平行缝焊的3种焊接方式。

应变电测法监测无缝线路实际锁定轨温的变化

实际锁定轨温是铁路部门衡量无缝线路钢轨应力状态的标准和轨道安全性的重要指标。采用应变电测法监测实际锁定轨温的变化,通过无线传感器网络的方式采集和传输数据,在1500m长的无缝线路段进行了一个月的在线监测试验,解算出了不同区段实际锁定轨温的变化,其中道岔区附近起点处较大(±10℃左右),远离道岔区的轨道段变化较小(过渡段为±5℃以内;有砟轨道段为±3℃以内)。经分析和试验验证:应变电测法能够满足铁路部门对该无缝线路段长期在线安全监测的技术要求。