Fatigue Test of Homemade Z Direction Steel Welded T Tubular Joints

This paper introduces the process and result of fatigue test of steel (Z direction steel) welded T tubular joints used in offshore engineering. Detailed measurement of stress concentration factor, stress distribution, fatigue life and crack development has been performed. Through analysis, an empirical formula of stress concentration factor for T tubular joints, fatigue S-N curve and crack propagation rule are obtained.

X52材质大口径钢制管道全位置自动焊应用总结

针对X52管线钢的全自动焊焊接接头,充分考虑双焊炬的相互影响以及施工环境的影响,对焊接工艺参数进行了调整和优化,通过拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验及硬度试验等机械性能试验验证了焊接工艺的可靠性,形成了焊接工艺评定;同时分析并解决了现场焊接中出现的问题,提炼总结了双焊炬自动焊焊接工艺参数优化的要点,形成了适用于X52管线钢的铜衬垫全自动焊工艺。对焊缝进行了金相分析和硬度试验,从微观上分析了焊缝金属组织结构的分布情况,发现X52管线钢焊缝、热影响区及母材硬度分布与对应区域金相组织中珠光体含量呈正相关,进一步验证了该焊接工艺条件下焊缝金属及热影响区金相组织的一致性。结果表明,铜衬垫全自动焊工艺适用于大口径钢制管道的焊接,采用该工艺可以明显提升焊接质量和焊接效率。

螺柱焊技术在岸边集装箱起重机生产中的研究及应用

岸边集装箱起重机是港口集装箱装卸的主要设备,其制作流程复杂,涉及机械、电气、液压等众多领域;制作工艺复杂,涉及机加工装配、焊接、涂装、总装等环节。在岸边集装箱起重机焊接的环节主要采用埋弧焊、气保焊,尤其是在特点构件特定位只能采用手工焊接,存在效率低、焊接质量不高、焊后打磨工作量较大等问题。因此,从生产制作的痛点入手,以AWS D1.1标准为指导,以定制化的标书技术要求为目标,重点从技术方面研究异种材质以及同种材质螺柱焊技术,针对岸边集装箱起重机零部件制作的结构特点、制作流程、制作特点进行综合分析,旨在解决制作过程中焊接制作流程优化、质量问题、焊工短缺、焊后打磨等问题,最终实现岸边集装箱起重机制作过程中部分构件的高效和绿色焊接,推进制作工艺的创新。

S420MLO材料的焊接工艺

为满足某大型海洋平台模块钢结构焊接的需要,采用SMAW和SAW焊接工艺对S420MLO材料进行焊接试验和力学性能试验。在试验过程中,通过裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)试验进行焊接工艺评定。试验结果表明,在焊材选用合理、焊接工艺得到严格控制的情况下,通过焊前预热和焊后消氢处理,能获得良好的焊接接头性能,满足相关标准及项目文件的要求,避免对大型钢结构进行焊后热处理。

CREEP ANALYSIS AND FAILURE PREDICTION OF WELDS

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｌｄｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｌａｎｔｓｏｆｔｅｎｏｐｅｒａｔｅａｔｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｈｉｇｈｅｎｏｕｇｈｆｏｒｃｒｅｅｐｄｅｆｏ...

热喷涂-感应熔焊制备镍基合金涂层的组织与电化学腐蚀分析

采用超音速火焰喷涂在20G钢表面制备了NiCrBSi系自熔合金涂层,随后采用高频感应重熔技术对表面涂层进行了重熔处理。为了研究镍基涂层的耐腐蚀性能,用锅炉常用钢20G作为对照,用电化学测试方法,结合X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)等分析技术对涂层的物相组成、成分分布及腐蚀参数等进行了分析。研究表明,感应熔焊技术制备的镍基自熔合金涂层组织较为致密,经感应重熔后,消除了涂层中的层状结构,涂层与基体之间形成冶金结合;与20G相比,制备的镍基涂层具有较低的腐蚀电流密度和较高的极化阻抗,说明镍基涂层作为保护层显著提高了20G的耐蚀性能。

7075/2A12异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头疲劳寿命预测研究

对7075/2A12异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头进行了疲劳加载测试,并观察了疲劳断口特征。根据实际试件结构建立局部应力应变法和缺口应力法有限元模型,对焊缝区域进行应力应变分析;结合Soderberg修正方程对Manson-Coffin(MC)模型中应力部分进行修正,再根据有限元分析结果,使用局部应力应变法和缺口应力法对异种铝合金搅拌摩擦焊搭接接头进行疲劳寿命预测。试验结果表明,有效搭接厚度严重影响试件的疲劳寿命;位于受载7075前进侧的钩状缺陷比7075后退侧钩状缺陷对疲劳寿命的影响大。与试验结果相比,局部应力应变法中,2组试件最小板厚处疲劳寿命的预测结果都要比钩状缺陷根部处疲劳寿命的预测精度高。部分试件结合Soderberg方程修正的MC模型预测误差大部分都在2个因子之内,而Smith-Watson-Topper(SWT)模型和其他MC修正模型预测结果均在3个因子之内,Sachs修正的MC模型和Morrow修正的MC模型的预测结果相近;缺口应力法中,部分试件预测结果较好,误差在2个因子之内。

锡槽底砖施工过程及要点

锡槽是浮法玻璃生产的三大热工设备之一,其施工的好坏直接关系到后期是否能顺利生产,而锡槽底砖施工又是整个锡槽本体施工中最为关键部分。从底砖的排布、胀缝的留设、螺柱的焊接到辅材的填充,每一步都极为关键,务必保证按规范实施。

S32101经济型双相不锈钢焊接工艺研究

介绍S32101经济型双相不锈钢的力学性能、化学成分、耐腐蚀性、焊接性等相关特性。对S32101双相钢采用GTAW和SAW焊接方法进行焊接试验,填充金属采用2209型焊材,焊后进行无损检测,按照ASME IX标准进行拉伸、弯曲、冲击试验;并针对双相钢材料的特性,进行铁素体、硬度、宏观、显微组织、腐蚀等试验。试验结果证明焊接接头的质量良好,并具有优良的力学性能,满足标准及工程规范的要求。

Q390A钢焊接接头腐蚀疲劳性能测试研究

采用CO_(2)气体保护焊工艺和ER50-6焊丝焊接Q390A钢,并对其进行焊接接头腐蚀疲劳性能测试。通过分析S-N曲线及疲劳断口SEM可知,腐蚀时间的增加会降低焊接接头疲劳极限值,60天加速腐蚀下焊接接头腐蚀坑面积和深度均较大;在承载相同动态应力下,加速腐蚀时间越长、断口裂纹越多,裂纹方向越趋于多样化,腐蚀疲劳裂纹形成速度越快;高腐蚀介质浓度和低pH值也会使腐蚀疲劳强度降低,但在相同测试时间中pH值对疲劳程度影响较小。

氩弧焊技术应用于制备机械耐磨涂覆层工艺开发

采用钨极氩弧焊机作为氩弧熔覆设备,以合金粉末作为预敷材料,利用焊接技术可制备出耐磨涂覆层。将耐磨涂覆层应用于钢铁材料,可使熔覆层与基体之间结合紧密,组织均匀致密、无裂纹、无气孔。显微硬度测试结果表明,试样样品的显微硬度增大,显微硬度与涂覆层厚度正相关。磨损测试结果表明:载荷为40 N时,Fe_(0)涂覆层和Fe_(1)涂覆层的耐磨性较基体分别提高了3.22倍和4.03倍;载荷为60 N时,Fe_(0)涂覆层和Fe_(1)涂覆层的耐磨性较基体分别提高3.13倍和3.64倍。可见,耐磨涂覆层能有效提高机械构件的耐磨性。

群钉连接件推出试验及塑性分析

为探明群钉连接件的承载能力及群钉受力的传递过程,通过推出试验测出试件的荷载～位移曲线和破坏形式,得出焊钉的极限承载力和抗剪刚度,并建立推出试件的有限元模型,分析群钉和混凝土局部受力的不均匀性。试验及分析表明:随加载的增大,群钉根部应力分布从上往下由马鞍形变为逐排递减;同排焊钉边缘的应力比内部大,不均匀受力相差均在5%以内;与焊钉接触混凝土局部受力呈现上下两排大、中间两排最小的规律,最大受力差值超出50%。群钉效应使焊钉承载力折减约5%,单钉平均受力大于按多个国家规范计算的焊钉抗剪极限承载力,在正常使用状态设计时应按局部混凝土的极限强度控制,焊钉的抗剪承载力约为极限承载力的30%。

焊接工艺方法对6061-T6铝合金焊接接头疲劳性能的影响

通过对6061铝合金MIG焊接头和TIG焊接头在对应的加载应力条件下疲劳寿命的测定,对比分析了两种工艺方法对铝合金焊接接头疲劳性能的影响。结果表明,在加载应力低于焊接接头静载力学性能的90%时,焊接接头的疲劳寿命均能满足需求背景的需要(100000次不破坏)。同样载荷条件下,MIG焊接头的疲劳性能优于TIG焊接头,尤其是在高应力条件下,MIG焊接头的优势更为明显。焊接接头显微组织分析表明,MIG焊接头比TIG焊接头具有更为细小的晶粒和焊接热影响区,有效地提高了接头的滑移形变抗力,抑制了循环滑移带的形成和开裂,从而提高接头的疲劳性能。疲劳断口分析显示,试件的表面缺陷(疏松、气孔、夹杂等)及机械损伤是疲劳裂纹主要的策源地。

低温材料09MnNiDR的焊接工艺

通过选用不同的焊材及不同的焊接参数,对低温材料09MnNiDR进行了一系列的工艺评定试验。指出了影响09MnNiDR焊接接头低温韧性的主要因素,并提出了焊接时应采取的工艺措施。

等离子弧堆焊镍基复合粉末涂层材料

采用等离子弧堆焊技术,在Q235钢表面堆焊镍基复合粉末。该复合粉末经三水平三因子正交设计及正交多项式回归分析,确定在镍基基础粉末中添加的强化元素最佳配比为Cr10%、Mn4%、W 7%。利用金相显微镜、X射线衍射仪 (XRD)对堆焊层的相及组织进行了研究,通过硬度试验和磨损试验测试了堆焊层表面及横截面的硬度和表面耐磨性能。结果表明,复合粉末堆焊层显微组织主要为γ- (Ni,Fe)、γ-Ni、WC、W2C、Mn31Si12、Cr23C6、Cr7C3、Cr、NiB、Ni2B等,其硬度及耐磨性较基体有显著提高。

T形件加强型节点PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理试验研究

为研究T形件焊接加强型节点卷边PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理,按1:2缩尺设计制作了1榀组合框架中间层子结构模型试件并进行拟静力试验,从试件受荷过程分析了组合框架中间层子结构的滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、变形模式和倒塌破坏机构等抗震性能.研究结果表明:T形件焊接加强型连接方式增强了节点连接的刚度,实现了梁塑性铰位置远离节点区和结构梁端塑性屈服耗能的设计目标;T形件预拉对穿螺栓连接有效实现了节点域混凝土斜压带传力模式,相应降低了节点区的抗剪需求,更好满足了"强节点"的抗震要求;试件沿高度刚度分布均匀,试件整体水平位移表现为理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构的破坏模式为中间层T形件端部梁截面形成塑性铰的塑性倒塌机构,对应层间剪切角和节点连接转角均超过大震层间侧移限值1/30,且试件承载力未出现明显下降趋势,试件结构具有良好的抗倒塌性能.

爬波检测及其应用

爬波是一种在材料的表面下传播的压缩波,对表面和近表面缺陷非常敏感。近年来,随着爬波理论研究的深入,爬波在无损检测领域应用也越来越广泛。阐述了爬波产生的机理和爬波探头的设计参数,重点介绍了爬波检测在焊接接头、粗晶材料和陶瓷材料上的应用。所有检测案例均表明爬波无损检测具有广泛的应用前景。

TiAl/40Cr扩散焊界面质量的超声评价

采用超声C扫描法对TiAl和40Cr扩散焊界面进行了检测,分别研究了界面回波幅度平均值和标准差与接头抗剪强度之间的关系,并讨论了焊接温度和试样表面粗糙度对上述关系的影响及界面气隙长度与回波幅度的关系。结果表明,当试样表面粗糙度一致时,回波幅度平均值和标准差随着抗剪强度的降低而增加。表面粗糙度会影响回波幅度平均值和标准差与接头抗剪强度的关系。当空气间隙的长度小于400μm时,回波幅度与空气间隙长度近似成正比例关系。

汉诺威弧焊质量分析系统及其在焊接材料测试技术中的应用

介绍近年来由德国汉诺威大学开发的汉诺威分析仪,利用该分析仪可以对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流的波形图,电弧电压和焊接电流概率密度分布曲线以及熔滴短路时间 T_1、电弧的燃弧时间T_2、加权燃弧时间 T_3和短路周期 T_C 频数分布图,并且精确地得出相关数据。试验结果表明,汉诺威分析仪能提供丰富的焊接电弧物理参数信息,为熔滴过渡形态判断、焊接材料工艺性评价以及焊接材料产品质量监测提供实验依据。

基于模糊隶属度最大似然估计的焊缝隐性缺陷磁记忆信号识别

针对磁记忆信号在焊缝残余应力集中、隐性损伤识别和定位上的难题,建立了模糊隶属度最大似然估计识别模型。通过疲劳载荷作用下的Q235钢板状焊缝试件磁记忆检测试验,研究了焊缝残余应力集中、隐性损伤直至宏观断裂整个过程的磁记忆信号变化规律,提取多种磁记忆特征值:峰峰值ΔHp(y)、梯度最大值K_(max)、梯度均值K_(ave)、极限状态系数最大值mmax,引入正态分布函数计算其概率,结合半梯形模糊隶属度函数,建立了焊缝隐性损伤的模糊隶属度最大似然估计识别模型,判断疑似缺陷点进而识别隐性损伤并定位缺陷。结果表明:基于多种特征参数基础上的最大似然模糊隶属度估计结果与实际缺陷位置完全一致,验证了该模型可以有效避免误判的发生,为实际工程中应用磁记忆技术进行焊缝隐性损伤识别和定位提供了新的方法。