钛合金是深海大型载人运载平台的常用材料,其焊接部位的疲劳性能不容忽视.本研究针对国产TA31钛合金对接接头和承载十字接头开展疲劳试验,用热点应力法对其疲劳强度进行评定.采用国际焊接协会推荐的方法进行数据处理,分别做出名义应力和热点应力的S-N曲线并进行对比.在此基础上引入缺口应力法,考虑板厚对焊接接头疲劳性能的影响,并提出板厚修正的公式,可为钛合金结构的疲劳评估和抗疲劳设计提供参考.
采用光谱仪探测CO2激光深熔焊接等离子体及光纤激光焊接羽辉的光谱信号,分别利用波尔兹曼图法和相对强度法计算获取CO2激光焊接等离子体的温度,并以较优的一种方法计算光纤激光羽辉温度.结果发现,对于同一个等离子体,采用相对强度法时,选择不同谱线获得的等离子体温度差异很大;当采用波尔兹曼图法时,使用不同谱线组合获得的等离子体温度非常接近.通过对两种方法获得结果的分析,认为采用波尔兹曼图法计算得到的等离子体温度精度更高,更具有可比性.而后采用波尔兹曼图法计算羽辉温度,发现光纤激光焊接羽辉辐射的谱线中连续谱强度不可忽略,与等离子体温度的计算略有不同.
为获得性能较好的焊接接头,在MATLAB App Designer开发环境下,基于低合金钢焊接CCT图,开发了一款能够反映焊接工艺参数-焊接冷却时间-焊接热影响区组织及性能的App.App中建立了"焊接工艺参数""焊接材料及CCT图""组织比例、金相图、硬度"和"导入温度场数据"四个主要模块.App以焊接CCT图为基础,采用插值法计算和预测焊接热影响区的组织比例、金相图和硬度,并以15MnVR钢为例进行计算分析.
某高压空冷器进气口换热管和管板胀管焊接处发生泄漏事故,通过宏观观察、机械拉断断口及裂纹面分析、金相组织分析、显微硬度测试、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能谱分析(EDS)等分析方法对泄漏失效处及关键位置材料进行检测和分析.研究发现高压空冷器进出口失效位置的裂纹均是由管箱内壁接头处向胀接间隙表面开裂,并且裂纹面能谱分析结果发现大量的S元素存在.结合管道受力情况、断口形貌、元素分析判定本次失效的模式为硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC).管内硫化氢为腐蚀源,在焊接残余应力集中和外载结构应力的协同作用下,焊趾发生SSCC开裂,裂纹沿着熔合线扩展至胀管外壁,发生泄漏失效.
焊接接头处往往存在较高的残余应力,使得焊接接头成为焊接结构的薄弱区域.而超声冲击处理可以有效改善焊接接头力学特性,在各领域得到了广泛应用.本研究主要介绍超声冲击技术在降低残余应力和提高接头疲劳性能方面的研究情况,以及随焊超声冲击技术的最新相关研究和应用.
