Ti(CN)/45號鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力模擬分析

以不同厚度的銅箔、鎳箔作為緩解接頭殘余應(yīng)力的中間層材料,在釬焊溫度820℃,保溫時間20min的工藝參數(shù)條件下對ti(c,n)基金屬陶瓷與45鋼進行了釬焊試驗。結(jié)果表明,無論是采用銅箔還是鎳箔,當其厚度從100μm增加到300μm時,接頭三點彎曲強度上升趨勢平緩;由于銅箔在釬焊過程中大量溶解,削弱了釬料與ti(c,n)基金屬陶瓷的化學(xué)相容性,降低了界面結(jié)合力,從而嚴重制約了接頭強度的提高;使用鎳箔的突出特點表現(xiàn)在具有較高的界面強度,與施加銅箔的釬焊接頭相比強度顯著提高,但其緩解接頭殘余應(yīng)力的效果不如銅箔,在靠近釬縫的ti(c,n)基金屬陶瓷一側(cè)易引發(fā)殘余應(yīng)力集中現(xiàn)象。

針對立方氮化硼(cbn)超硬磨料高溫釬焊冷卻過程中可能產(chǎn)生較大熱應(yīng)力而導(dǎo)致磨粒破碎和接頭斷裂的問題,利用彈塑性有限元法對ag-cu-ti合金釬焊cbn磨粒與45鋼基體時接頭的殘余應(yīng)力進行模擬分析。結(jié)果表明;磨粒球體內(nèi)部中心軸線、中心平面半徑方向以及磨粒與釬料頂層圓形斷面半徑方向是磨粒內(nèi)部殘余應(yīng)力變化最顯著的區(qū)域,而圓形斷面邊緣部分為磨粒內(nèi)部最大殘余拉應(yīng)力的存在區(qū)域。試驗驗證有限元分析結(jié)果與測試結(jié)果基本一致?；谀チ?nèi)部的最大殘余拉應(yīng)力,為確保焊后磨粒強度和釬焊砂輪容屑空間,cbn磨粒在釬料層中的包埋深度宜控制在30%～40%之間。

本文采用數(shù)值模擬方法,分析了低強匹配對接接頭2種拘束條件、5種屈服強度匹配系數(shù)的焊接殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,低強匹配接頭焊根處的三向殘余拉應(yīng)力較小,對靜載強度影響不大;焊趾處的三向殘余拉應(yīng)力較大,對疲勞強度和冷裂傾向有不利影響。自由狀態(tài)的縱向殘余應(yīng)力和兩端約束狀態(tài)的橫向殘余應(yīng)力,焊縫金屬屈服強度每降低25mpa,其殘余應(yīng)力減少約11mpa。

利用有限元軟件abaqus,開發(fā)了一個順次耦合的熱應(yīng)力有限元計算程序,對0cr18ni9/20和1cr5mo/20異種鋼焊接接頭殘余應(yīng)力進行了有限元模擬分析.結(jié)果表明,無論是采用奧氏體不銹鋼焊條a302焊條還是鎳基焊條incone182焊條,0cr18ni9/20鋼和1cr5mo/20鋼焊接接頭中最大的軸向殘余應(yīng)力和環(huán)向殘余應(yīng)力產(chǎn)生在20鋼側(cè)的熱影響區(qū),0cr18ni9側(cè)有最小的焊接殘余應(yīng)力.采用incone182來代替a302可以有效地降低殘余應(yīng)力值,提高抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力.

在氬氣保護爐中,采用銅基、銀基釬料對ti(c,n)基金屬陶瓷與45鋼進行釬焊試驗。通過觀察和分析釬焊接頭的結(jié)合情況及剪切試驗,表明ti(c,n)基金屬陶瓷具有較好的釬焊性;氬氣保護焊條件下,以h62為釬料的接頭的平均剪切強度為37mpa,以ag72cu28為釬料的接頭的平均剪切強度為51mpa

選用cu,nb,mo箔中間層,在特定的焊接參數(shù)條件下對ti(c,n)基金屬陶瓷/40cr鋼接頭進行了釬焊試驗,分析比較了中間層與釬料的不同匹配對抑制裂紋形核及擴展的影響。結(jié)果表明,中間層cu能有效釋放接頭殘余應(yīng)力,防止接頭產(chǎn)生裂紋;中間層nb易溶解并聚集成帶狀,并在該帶狀組織與釬縫界面萌生裂紋;中間層mo的減應(yīng)效果較差。影響ti(c,n)基金屬陶瓷/40cr鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力的因素很多,應(yīng)綜合考慮各因素才能達到有效降低接頭應(yīng)力的目的。

基于熱-彈塑性相關(guān)理論,采用ansys的apdl語言編制焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬程序,采用生死單元技術(shù)及間接耦合法模擬了典型焊接接頭只焊一條焊縫、兩條焊縫同時焊和兩條焊縫分開焊三種模擬方法的軸向焊接殘余應(yīng)力σx。結(jié)果表明:采用不同模擬方法,典型焊接接頭的變化規(guī)律一致,均在焊縫附近達到最大值;但采用不同方法得到的σx應(yīng)力水平不同,兩條焊縫的殘余應(yīng)力會相互影響,在進行相關(guān)研究時這種影響需要考慮在內(nèi)。兩條焊縫分開焊與同時焊相比,分開焊可以在一定程度上減小焊縫中心附近區(qū)域的軸向焊接殘余應(yīng)力,且在焊縫的凸面這種減小作用更加明顯。

采用有限元數(shù)值模擬方法模擬了不同緩沖層和緩沖層厚度對接頭殘余應(yīng)力的影響,結(jié)果表明,對于同一種緩沖層,厚度不一樣,減少應(yīng)力的效果不一樣,都存在一個最佳厚度;使用cu箔、ni箔、ti箔對緩解殘余應(yīng)力非常有效,而使用mo箔作為應(yīng)力緩沖層可以調(diào)整殘余應(yīng)力場的分布狀態(tài)。

為研究整體絕緣焊熱過程,建立整體絕緣接頭對接焊三維溫度場有限元數(shù)值分析模型?？紤]材料非線性并采用熱彈塑性有限元方法,模擬整體型絕緣接頭的溫度場、應(yīng)力場及變形情況,同時模擬分析溫度場對整體型接頭密封性能的影響。

利用有限元分析軟件marc,對冷卻后的九層玻璃/鋁陽極焊接試件進行數(shù)值模擬分析,獲得了九層陽極冷卻試件內(nèi)殘余應(yīng)力和應(yīng)變分布。模擬結(jié)果表明,試件冷卻后各處的冷卻收縮量不同,其內(nèi)部存在殘余應(yīng)力和應(yīng)變,試件發(fā)生翹曲;過渡層內(nèi)的等效應(yīng)力最大,且關(guān)于鋁層呈對稱分布;鋁層內(nèi)的等效應(yīng)力值達到了屈服極限,表明鋁層發(fā)生了塑性變形,且鋁層內(nèi)的等效應(yīng)變最大。

通過動態(tài)掛片腐蝕實驗、宏觀和金相組織觀察、sem及能譜分析等方法對采用cu-zn釬料、ag-cu釬料、cu-p釬料釬焊的無氧純銅-低碳鋼管釬焊接頭的耐蝕性能進行了評價分析.結(jié)果表明:采用cu-p釬料時鋼和釬縫間出現(xiàn)裂紋,接頭遭受腐蝕后銅管內(nèi)壁普遍腐蝕,同時釬縫因腐蝕而開裂;cu-zn釬縫成型好,但釬縫本身出現(xiàn)由于金相組織發(fā)生選擇性腐蝕而引起的局部蝕坑,銅管對應(yīng)處也出現(xiàn)明顯減薄性腐蝕;ag-cu釬料所焊接頭成型好,接頭各處腐蝕輕微.建議采用ag-cu釬料進行銅-低碳鋼的釬焊

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學(xué)試驗等檢測手段,對ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進行了分析。結(jié)果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側(cè),形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側(cè),形成兩個組織區(qū)域;同時,銀沿鈦合金晶間擴散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側(cè)出現(xiàn)了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側(cè)cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區(qū)基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴散層外,其他各微區(qū)的顯微硬度并沒有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側(cè)是接頭最薄弱的位置。

一、請問45#鋼與20#鋼焊接應(yīng)采用什么焊接材料？ 如果45#已經(jīng)是調(diào)質(zhì)后的焊接用j507、j506、j427恐怕不行。還 要用異種剛焊條焊接比較好，比如a302.焊條必須烘干,焊前預(yù)熱,焊 后熱處理,采用小電流，，焊絲h08a 一般情況下采用手工電弧焊，使用j507、j506、j427等堿性結(jié) 構(gòu)鋼焊條就行。如果沒有特殊要求，一般的j422焊條也可湊活。 我們公司設(shè)計都要求預(yù)熱150度，然后用e5016焊條進行施焊 焊條用e5016預(yù)熱150度左右焊后注意緩冷 1、weldingpart 1)co2-gasarcwelding 2)weldingmustbedonefficiently 3)mustbepreheatingatweldingpart 4)don’texistundercutan

電機公司與日本三菱公司合作的核電項目中,汽輪發(fā)電機機座的吊攀的母材采用的是45號鋼。另外,在韓國黨津的水輪機也采用45號鋼作為大軸主要材料。此研究主要從45號鋼與q235b的焊接;45號鋼作為基體母材,堆焊er316焊材,兩個方向來研究45號鋼的焊接性。

在釬焊時間120～1500s、釬焊溫度1093～1223k的條件下,采用ag-cu共晶釬料對銅和1cr18ni9ti進行釬焊,利用掃描電鏡及能譜儀對其接頭的界面組織進行了研究。結(jié)果表明,接頭界面結(jié)構(gòu)為cu/cu(s.s)/ag(s.s)+cu(s.s)/1cr18ni9ti。以抗剪強度評價其接頭的力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)當釬焊溫度為1173k、保溫時間為300s時,接頭抗剪強度最高,為214mpa。

采用有限元熱彈塑性分析方法對t形接頭不同焊接順序的殘余應(yīng)力和變形進行模擬.有限元模型中選用三維實體單元,分析了材料物性參數(shù)隨溫度的變化和對流、輻射散熱的影響.運用單元生死技術(shù)模擬t形接頭多道焊接過程,獲得了不同焊接順序t形接頭焊接溫度場和殘余應(yīng)力、變形場,并對計算結(jié)果進行了分析.結(jié)果表明,焊接順序?qū)形接頭的殘余應(yīng)力和變形有較大的影響,采用先焊一側(cè),然后焊另一側(cè)的方案所得到的殘余應(yīng)力和角變形最小.

焊接殘余應(yīng)力存在導(dǎo)致q545r焊接接頭熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。本文基于有限元軟件abaqus，開發(fā)了一個順次耦合的焊接殘余應(yīng)力有限元計算程序，對q345r焊接接頭熱影響區(qū)域補焊殘余應(yīng)力進行了模擬計算，得到了補焊殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。其結(jié)果表明：補焊后，殘余應(yīng)力值比焊態(tài)下殘余應(yīng)力值有所降低。橫向殘余應(yīng)力高于徑向殘余應(yīng)力，這意味著焊接區(qū)域產(chǎn)生縱向裂紋的可能性較高。為此，對實際補焊修復(fù)提出了建議，為優(yōu)化補焊工藝、控制殘余應(yīng)力提供了參考依據(jù)。

本文基于正交分析和有限元模擬的方法研究了玻璃管擴口錐度,搭接長度,可伐合金環(huán)厚度和施加的壓力等因素對玻璃管和可伐合金釬焊封接接頭處玻璃側(cè)殘余應(yīng)力的影響。計算結(jié)果表明:施加的壓力和可伐合金環(huán)的厚度影響最大,玻璃管擴口錐度和搭接長度的影響較小,并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化了接頭的參數(shù)。利用優(yōu)化的參數(shù)設(shè)計的接頭能夠減小接頭處玻璃和可伐合金側(cè)的最大拉應(yīng)力,有利于提高接頭的抗拉強度。

采用粉末疊層法制備了梯度層,以該梯度層作為緩解接頭殘余應(yīng)力的中間層材料,選用cumnni釬料,在1040℃,15min的工藝參數(shù)條件下,對yg6硬質(zhì)合金和40cr鋼進行了釬焊試驗。結(jié)果表明,采用梯度層作為緩解應(yīng)力的中間層材料,可以明顯減小釬焊接頭的內(nèi)應(yīng)力,大幅提高了接頭的強度;采用b梯度層接頭強度達656mpa。梯度層的層數(shù)對接頭強度有明顯的影響,梯度層厚度相同的情況下,層數(shù)越多其緩解內(nèi)應(yīng)力能力越高,接頭強度越高。

在分析t形接頭焊接溫度場的時候，要充分利用單元死活技術(shù)以及橢球形移動熱源模型。然而在分析焊接順序?qū)形接頭焊接殘余應(yīng)力場的影響的時候，要采用數(shù)值模擬的方法，來研究其中相關(guān)的數(shù)值。在多道焊、分段焊以及多層焊中，主要采用不同的方法來研究其中出現(xiàn)焊縫的區(qū)域。并且能夠分析其中的降低效果。本文主要從分段焊、多層焊以及多道焊的焊道順序來分析t形接頭焊接殘余應(yīng)力場的影響。

用不同厚度的cu箔、ni箔作為緩解接頭殘余應(yīng)力的中間層材料,以ag-cu共晶合金箔為釬料在880℃,10min的工藝參數(shù)條件下對yg6硬質(zhì)合金和40cr鋼進行了真空釬焊試驗。研究結(jié)果證實,采用ni箔做中間層能有效地降低接頭應(yīng)力,大幅提高接頭強度;cu箔能有效降低接頭殘余應(yīng)力,但cu本身強度偏低,同時釬焊過程中大量溶解,使中間層的實際厚度明顯減薄,加之釬縫與中間層界面處組織不均勻且存在較嚴重的晶界滲入現(xiàn)象從而嚴重制約了接頭強度的提高;研究結(jié)果還表明,中間層厚度對接頭強度也有明顯的影響,只有在最佳厚度范圍內(nèi)才能達到最佳降低應(yīng)力、提高接頭強度的效果。

在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中,焊接作為至關(guān)重要的應(yīng)用技術(shù),其應(yīng)用的范圍非常廣泛,具有許多顯著的優(yōu)勢,但是也具有一定的缺陷,鋼結(jié)構(gòu)焊接的殘余應(yīng)力和焊接中出現(xiàn)的變形問題。在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中,如果出現(xiàn)鋼材結(jié)構(gòu)的溫度不均勻,就會導(dǎo)致鋼材結(jié)構(gòu)出現(xiàn)許多焊接殘余應(yīng)力,從而造成焊接的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形以及開裂問題,影響了鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量。本文主要針對鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因進行了深入分析,并對殘余應(yīng)力的影響展開了探討,并提出了控制鋼結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力和變形的方法。