斜拉桥钢桥面板焊缝裂纹贯穿后局部应力特征

为研究斜拉桥轴向力作用下顶板-U肋焊缝裂纹的扩展特征以及裂纹对顶板局部受力的影响，建立了全桥模型模拟斜拉桥的成桥状态.通过ABAQUS中sub-model功能将成桥状态下的位移和受力作为节段模型的边界条件并在节段模型中添加车辆荷载，分析带裂顶板的最不利荷载工况，在最不利荷载工况下分析了不同长度顶板-U肋焊缝贯穿裂纹的扩展特征以及其对顶板-U肋焊缝细节局部受力的影响.结果表明：考虑斜拉桥轴力作用，顶板-U肋焊缝焊趾和焊根处贯穿裂纹均为Ⅰ型为主的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹，轴向力作用对裂纹扩展影响较小；同一U肋中顶板-U肋焊缝焊根开裂会增加未开裂侧顶板应力，降低开裂侧焊缝应力；焊趾开裂会降低开裂侧顶板焊根应力，增加U肋焊趾应力和未开裂侧焊缝应力.     

管线钢焊缝的应力腐蚀破裂研究

观察国产ＷＸ５２及日本产Ｔ／Ｓ５２Ｋ管线钢在硝盐介质中应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）现象，比较了母材与焊缝应力腐蚀敏感性差别，探讨了腐蚀介质温度的影响．试验表明：两种管线钢焊缝在未进行改善处理的情况下，焊缝比母材临界应力腐蚀开裂应力σｃｒ将近降了一半；温度越高，应力腐蚀敏感电位区间越宽．为了提高焊缝抗应力腐蚀能力，在ＷＸ５２管线钢埋弧焊焊缝中渗入微量Ｔｉ、Ｂ、稀土Ｙ等合金元素．结果表明：加入这些合金元素都能使得焊缝组织得到改善，减少晶界先共析铁素体，使应力腐蚀通道受到阻碍和限制，影响电化学效应，提高ＷＸ５２管线钢焊缝在硝盐介质中的应力腐蚀抗力     

石化在役设备的焊缝残余应力的消除与控制

石化设备在制造、使用和维修过程中进行补焊后都会造成焊缝残余应力的存在,由于焊缝残余应力加上设备在使用过程的交变载荷,会使存在焊缝残余应力的地方应力集聚增加,在焊缝有缺陷的位置造成焊缝开裂、甚至断裂,造成在役备的损坏。本文主要探讨了石化行业在役设备的补焊过程中如何合理采取工艺措施和控制方法来消除焊缝残余应力。     

天然气管道拘束焊缝复合加载条件下的抗裂性研究

天然气管道在服役过程中,常受到复杂的外部载荷,在金口焊缝处易发生泄露或开裂。针对天然气管道金口焊缝拘束状态,设计了一套自拘束焊接装置,模拟了金口焊缝的拘束状态;并通过复合加载试验及应力应变检测,探讨了全尺寸管道拘束焊缝在复合加载条件下的抗裂敏感性。试验结果表明:拘束焊缝管道无论在内压+静态弯曲复合加载,还是在内压+冲击弯曲复合加载条件下,其抗开裂性均比无拘束焊缝管道差,缺陷开裂敏感性高。含缺陷管道对外部冲击载荷更为敏感,外部动载更易造成含缺陷管道开裂。在复合加载过程中,拘束焊缝管道缺陷尖端的最大应变值小于无拘束焊缝管道缺陷尖端的应变,无拘束焊缝可承受更大的塑性变形。含缺陷管道对弯曲加载速率较为敏感,弯曲加载速率增大,缺陷更易开裂。     

合成氨高压废热锅炉环缝泄漏性裂纹成因分析

焊缝的泄漏性裂纹问题在国内外均时有发生，严重威胁着工厂的正常生产与安全。就四川泸天化公司合成氨一分厂高压废热锅炉管板管箱环缝在安装运行仅一年多即发生泄漏起火，焊补后不到一年再次出现严重泄漏事故，通过工况调查，钢材焊接性分析，金相和断口分析，焊接结构应力测试等，对开裂原因进行了分析研究，认为严重的氢渗透、氢诱导以及长期高温工作的再热倾向和应力腐蚀是开裂的基本原因。为割除原环缝，重焊接提供了参考依据。     

高酸气田集输管道焊缝热处理及质量控制

高酸气田集输管道焊缝热处理是在天然气系统高酸性环境和野外自然环境下,对输送高H2S和硫化物介质的管道焊缝进行消除焊缝残余应力,软化焊缝淬硬部位,增强焊缝的韧性和塑性,提高焊缝抗硫化物应力开裂的能力的工艺技术。采用焊缝高温回火焊后热处理工艺消除集输管道残余应力造成的质量缺陷。提高高酸气田集输管道焊缝热处理的质量要依赖于先进的工艺技术和施工现场的全过程的质量控制。     

镐形截齿硬质合金刀头及焊缝应力分析

从采煤机镐形截齿及其硬质合金刀头的具体结构出发，详细分析了截齿齿身与硬质合金刀头问焊缝应力的两种典型分布形式，给出了应力理论计算表达式及其应力分布的变化规律，并应用有限元分析软件，初步计算了其应力分布情况，其结果基本是吻合的。因此，可通过改变应力模型中的截齿结构参数、安装参数和焊缝结构来评价焊缝应力的变化，为提高截齿工作的可靠性提供了理论方法及途径。     

多向角焊缝连接矩形钢管的抗弯特性研究

多向角焊缝是角焊缝的重要组成部分，目前对角焊缝研究主要集中于单向角焊缝，较少涉及到均由斜向角焊缝组成的多向角焊缝，因此，本文以福州地铁6号线营前站幕墙龙骨节点为工程背景，设计制作3根多向角焊缝试件，采用有限元软件建立试件同类型模型，再考虑焊缝长度及段数等因素，基于CSA S16-14规范提出的多向角焊缝强度折减系数，推导出正应力和剪应力组合作用下组合应力理论计算公式。结果表明：合理加长中连接板和焊缝长度会降低延性，但对于提高承载力效果显著，约为0.8～2.5倍；合理的焊缝倾斜角度和焊脚尺寸等参数对此类结构跨中截面承载力有影响，相比而言后者的影响更显著；多向角焊缝与单向角焊缝形态和受力上存在差异。本文研究结果表明对多向角焊缝的研究具有重要意义，多向角焊缝的研究能为工程节点设计及安全性分析提供理论基础和指导。     

钢桥面板U肋嵌补段对接焊缝多轴疲劳特征

为了研究U肋对接焊缝多轴疲劳特征,建立了钢桥面板节段模型与对接焊缝子模型,得出不同工况下对接焊缝上各关注点的应力状态。通过平板模型的单、多轴疲劳应力对比,提出了采用绝对值最大的主应力与主要应力分量的偏差作为评判多轴疲劳的依据。然后对U肋对接焊缝进行了受力分析与变形分析,并对比了影响该细节多轴疲劳的主要因素。研究结果表明:纵桥向正应力、截面弯曲剪应力和顶板厚度方向正应力的量值较大,是引起对接焊缝多轴疲劳开裂的重要原因;U肋弯曲应力占膜应力的比例很小,对接焊缝多轴疲劳开裂主要由面内变形引起;多轴疲劳效应随荷载中心线偏离U肋对称轴越发显著,单轴疲劳仅为荷载中心线与U肋对称轴重合时,在U肋对称中心点产生的瞬时效应。     

20G钢焊缝区碱脆开裂及Ni—Cr—Fe涂层的防护特性

用四点弯曲恒定载荷法结合慢应变速率拉伸试验，研究了由热浓碱液引起的２０Ｇ钢板焊缝区应力腐蚀开裂行为及Ｎｉ－Ｃｒ－Ｆｅ涂层防护效果和耐蚀特性．结果表明，碱脆最严重的区域发生在焊接接头的近缝区，增加恒定载荷，延长腐蚀时间，都使应力腐蚀拉伸强度σｂｓｃ下降；用应力腐蚀临界时间可衡量材料的应力腐蚀敏感性，据此评价了涂层的防护效果．     

铸钢节点环形对接焊缝的疲劳计算

给出了采用热点应力法进行铸钢节点环形对接焊缝疲劳寿命估算的全过程.介绍了热点应力幅度的计算方法,即热点应力幅度的计算可根据名义应力和应力集中系数计算,也可采用有限元方法计算.给出了环形对接焊缝热点应力寿命曲线的表示方法和细节分类,列出了各种焊接细节的S-N(应力-寿命)曲线.介绍了线性Miner损伤累积准则.根据热点应力幅度、S-N曲线和线性Miner损伤累积准则,可对铸钢节点环形对接焊缝进行寿命估算.最后,以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔铸钢节点为例,说明了波浪载荷下铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命估算过程.     

Ti-B多层焊缝及其热模拟试样冲击韧性的研究

本文采用热模拟试验机模拟了低碳低合金多层焊缝中的再热组织,证明多层焊缝低温冲击断裂的最薄弱环节就是热模拟焊缝再热区中韧性最低的区域,多层焊缝的韧性取决于焊缝再热区中韧性最低区域的韧性大小。线能量、合金元素之所以改变焊缝韧性是由于它们改变了焊缝再热区中韧性最低区域的韧性。     

热应力组织应力对渗硼层剥落的影响

研究了Ａ３、４５和Ｔ１０钢经高频加热和电炉加热渗硼后空冷、炉冷引起渗硼层（Ｆｅ２Ｂ）“原始剥落”的原因。研究结果表明：热应力引起Ｆｅ２Ｂ折断，组织应力主要引起渗硼层表面开裂。     

构造参数对顶板与U肋连接焊缝应力的影响

针对钢桥面板顶板与U肋连接焊缝在不同构造参数下的应力变化,分析该细节的受力机理,对比两种不同U肋构造的应力分布特征;建立局部足尺模型,通过提取顶板焊缝的应力梯度,分析应力的变化情况,得出顶板与U肋连接焊缝在不同构造参数下的应力分布规律。结果表明,截断U肋与完整U肋均可如实反映顶板与U肋连接焊缝的受力情况;顶板厚度与熔透率越大,顶板与U肋连接焊缝的总体应力越小,即改善受力性能的效果越好; U肋厚度对顶板与U肋连接焊缝的应力影响不大。     

基于Fe-safe的K形对接焊缝疲劳分析

基于等效结构应力法和BS7608焊缝疲劳分析方法,分析了不同坡角的K形对接焊缝的疲劳性能.分别采用ANSYS和Fe-safe对其进行静力分析和疲劳分析,得到K形对接焊缝本身的疲劳寿命和焊趾处的疲劳寿命.计算结果表明,焊趾处存在明显名义应力集中且随着坡口角度的增大而增大;焊趾处疲劳强度最低,焊趾的疲劳强度随坡角的增大而降低;焊缝自身的疲劳强度随着坡角的增大而有所提高.增大焊缝坡口角度有利于焊缝自身的抗疲劳性能,却不利于焊趾,这对钢结构加工过程中焊缝坡角的选择具有参考意义.     

超声导波在焊缝缺陷检测中的发展与挑战

简要回顾了超声导波技术的发展历程,调研了导波在焊缝缺陷检测中的研究现状。从导波与焊缝的交互作用、导波与缺陷的交互作用两个角度出发,分析了板状结构焊缝缺陷检测的发展与应用。结合导波纵向模态、扭转模态、结构特点,阐述了管道焊缝缺陷检测技术的进展。最后总结了当前导波技术在焊缝缺陷检测中面临的机遇与挑战。     

Analysis of Common Fatigue Details in Steel Truss Structures

Generally, the number of fatigue cycles, the range of the repeated stresses, and the type of the structural details are the key factors affecting fatigue in large-scale welded structures. Seven types of structure details were tested using a 2000-kN hydraulic-pressure-servo fatigue machine to imitate fatigue behavior in modern steel-truss-structures fabricated using thicker welded steel plates and integral joint technology.The details included longitudinal edge welds, welded attachment affecting detail, integral joint, and weld repairs on plate edges. The fatigue damage locations show that the stress (normal or shear), the shape, and the location of the weld start and end points are three major factors reducing the fatigue strength. The test results can be used for similar large structures.     

拉应力作用下含缺陷埋地管道应变与裂纹扩展行为分析

本文基于数值模拟和宽板拉伸实验方法,研究了单点缺陷与双点缺陷对含螺旋焊缝缺陷管道应力应变及裂纹扩展行为。首先基于管材的力学性能和标准等确定缺陷尺寸,然后利用ABAQUS建立含不同参数缺陷的宽板及全尺寸管道模型,通过分析外力下的应力分布特点,验证了管道宽板模型的可靠性；其次采用有限元软件研究不同缺陷长度与深度对管道焊缝处裂纹萌生的规律,结果表明相对长度0.79(实际长度为20mm)和相对深度为45.98(实际深度4mm)的缺陷对裂纹萌生影响较大。最后通过设计3组含焊缝处缺陷管道宽板拉伸实验,结果表明宽板焊缝上、下侧截面点位的应力应变在轴向拉力作用下,均呈现出先缓慢增加后快速上升的趋势,且相对单点缺陷,双点缺陷的相互作用对裂纹的萌生和扩展产生了较大影响。     

磁处理降低焊接残余应力中磁场方向的影响

为了解磁处理可降低铁磁性材料残余应力的内在机理和作用规律,通过实验研究了焊接试板在经不同磁场方向的磁场处理前后的残余应力分布,发现焊板平面内垂直于焊缝方向磁场处理后,焊缝区附近的残余应力有明显的降低;沿板厚方向磁场处理后,焊缝区附近残余应力也有所下降;而磁场方向沿焊缝方向进行处理,残余应力降低不明显。这说明磁场方向垂直于最大主应力方向时最有利于残余应力的降低。该文还初步分析了磁处理降低焊接残余应力时,磁场方向影响其效果的机理。     

基于热点应力法的焊接结构疲劳评估

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,介绍和分析了应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力法.通过对焊接样件在不同应力水平下的疲劳试验,获取了焊接样件在97.7%可靠度下的疲劳寿命.采用热点应力法计算样件焊趾处热点应力值,提出考虑主板厚度效应的修正S-N曲线,并预测了样件的疲劳寿命.结果表明:板厚修正后的热点应力S-N曲线应用于薄板焊接结构疲劳寿命评估具有更高的精度和可靠性.以轨道车辆用焊接天线梁为例,采用该方法分析了焊缝处的热点应力,其最大应力发生位置与线路运用中出现裂纹位置相吻合,其计算寿命为7.1×10~5次,与实际运营结果基本一致.为平板焊接接头的抗疲劳设计提供参考.