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tC4钛合金t型接头双面双弧MIG焊接特性研究

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热加工工艺 2024年第11期53卷 26-30,36页

作者：高福洋崔永杰张浩鄂楠边传新余巍中国船舶集团有限公司第七二五研究所河南洛阳471023 先进钛及钛合金材料国家地方联合工程研究中心河南洛阳471039

对30 mm厚tC4面板和15 mm厚tC4腹板构成的t型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接,采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测,采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布,并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测,对焊接接头组... 详细信息

对30 mm厚tC4面板和15 mm厚tC4腹板构成的t型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接,采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测,采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布,并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测,对焊接接头组织进行了分析,并对接头显微硬度和拉伸性能进行了测试。结果表明:采用双面双弧MIG焊接可以获得成形良好内部无缺陷的焊接接头。焊接熔滴过渡形式为连续的滴状过渡,过渡过程稳定均匀。双侧焊接时,两侧温度场对称分布。接头冶金结合良好,焊缝组织为粗大的柱状晶,晶粒内部为长针状α'、层片状α和块状α相。面板侧热影响区为残余初生α、层片状α和残余β相。腹板侧热影响区为针状α、层片状α和残余β相。腹板和面板侧热影响区的显微硬度均高于母材。焊接接头抗拉强度达到969 MPa以上,断裂位置位于母材。

关键词： tC4钛合金 t型接头双面双弧MIG焊接焊缝成形显微组织力学性能

铝合金t型接头激光+GMAW复合焊残余应力数值分析

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精密成形工程 2024年第4期16卷 101-110页

作者：朱征宇刘辉王加友刘文胥国祥钱红伟江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室江苏镇江212100

目的研究激光+GMAW复合焊中不同激光功率参数对铝合金t型接头残余应力的影响,从而提高焊接性能。方法分别考虑了热弹塑性理论、传热学以及t型接头几何特性,建立了铝合金t型接头激光+电弧复合焊残余应力的数值分析模型。采用双椭球体热... 详细信息

目的研究激光+GMAW复合焊中不同激光功率参数对铝合金t型接头残余应力的影响,从而提高焊接性能。方法分别考虑了热弹塑性理论、传热学以及t型接头几何特性,建立了铝合金t型接头激光+电弧复合焊残余应力的数值分析模型。采用双椭球体热源模型表征电弧热输入与熔滴晗,采用锥体热源模型对激光深熔焊进行描述。基于所建立的t型接头模型,使用ANSYS有限元软件对12 mm厚铝合金激光+GMAW焊t型接头残余应力进行模拟计算,并研究其分布特征;使用X射线衍射法对t型接头处的残余应力进行测量从而对所建模型的准确性进行验证。同时,对比了不同激光功率下铝合金t型接头对残余应力的影响规律。结果当激光功率分别为2、3、4、5 kW时,铝合金t型接头路径L3上的纵向残余应力最大值分别为270、263、258、251 MPa,米塞斯-等效应力最大值分别为265、261、257、250 MPa。结论后焊的焊缝A对焊缝B有明显的热处理作用,使应力明显降低;在t型接头焊缝及近缝区,横向残余应力和厚度方向残余应力峰值均比纵向残余应力峰值小,且随着激光功率的增大,焊缝及近缝区拉应力峰值不断减小。

关键词：数值模拟 t型接头残余应力铝合金复合焊

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ti55钛合金双激光焊接t型接头组织与力学性能研究

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热加工工艺 2024年第13期53卷 20-23页

作者：史吉鹏刘艳梅关峰蒋文通张增光沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110850

对1.5⊥1.5 mm的ti55钛合金t型接头进行了双激光焊接试验,观察了接头的宏观形貌,分析了接头不同区域的组织结构,以及接头的高温拉伸性能和常温剪切性能。结果表明:ti55钛合金t型接头焊缝表面成形较好,横截面没有焊接缺陷。从接头母材区... 详细信息

对1.5⊥1.5 mm的ti55钛合金t型接头进行了双激光焊接试验,观察了接头的宏观形貌,分析了接头不同区域的组织结构,以及接头的高温拉伸性能和常温剪切性能。结果表明:ti55钛合金t型接头焊缝表面成形较好,横截面没有焊接缺陷。从接头母材区域到熔合区,接头的晶粒尺寸逐渐增大,β相含量逐渐减少,α与α'相含量逐渐增多。随着拉伸温度的升高,t型接头的抗拉强度逐渐降低,而伸长率逐渐升高。接头去除立筋后的剪切性能比母材高3.3%。

关键词： ti55钛合金 t型接头激光焊接微观组织力学性能

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考虑几何尺寸效应的t型接头疲劳性能研究

考虑几何尺寸效应的T型接头疲劳性能研究

作者：李畅重庆交通大学

学位级别：硕士

进入21世纪以来,随着建筑行业的飞速发展,钢结构的应用越来越广泛。由于钢结构建筑向更高层更复杂发展,其建筑结构的节点服役条件也越来越恶劣,使得疲劳失效事故层出不穷。疲劳破坏是焊接钢结构最为主要的破坏形式,根据国内外的统计显示... 详细信息

进入21世纪以来,随着建筑行业的飞速发展,钢结构的应用越来越广泛。由于钢结构建筑向更高层更复杂发展,其建筑结构的节点服役条件也越来越恶劣,使得疲劳失效事故层出不穷。疲劳破坏是焊接钢结构最为主要的破坏形式,根据国内外的统计显示,有70%-90%的焊接接头破坏是疲劳断裂导致的。本文以t型接头这一常见的接头形式为研究对象,采用数值仿真手段分析了t型接头几何尺寸参数与应力集中之间的联系,并通过试验的方式研究了几何尺寸发生变化的t型接头疲劳性能。本文的主要研究内容和结论如下:(1)由于t型接头的几何尺寸参数较多,本文选取三类t型接头的几何尺寸参数:板厚、焊脚尺寸以及焊接角,应用ABAQUS挖掘了t型接头这三类几何尺寸参数对应力集中系数的影响,得到了t型接头几何尺寸参数与应力集中系数之间的变化关系,并且对比分析了三类应力集中系数(正应力集中系数、Mises应力集中系数以及最大主应力集中系数)对于反映t型接头应力集中效果间的差异,发现选取等效应力(Mises应力集中系数与最大主应力集中系数)比正应力集中系数的效果更好。(2)开展三类不同几何尺寸参数的t型接头设计,并完成了相关t型接头的疲劳试验,根据试验数据拟合出了Mises应力幅与不同类型t型接头疲劳寿命间的关系曲线,经与规范提供的疲劳寿命曲线对比分析,验证了以Mises应力幅为基准的S-N曲线的可行性。(3)对t型接头几何尺寸参数与应力集中系数以及疲劳寿命之间的相关性进行分析,发现几何尺寸参数与三类应力集中系数之间有较高的相关性,其中板厚与应力集中系数之间的相关性最高,焊脚尺寸的相关性最低。在疲劳试验中,根据定义的变异系数ε分析几何尺寸参数对疲劳寿命的影响程度,发现t型接头的焊接角对疲劳寿命的影响最大,而焊脚尺寸的影响最小;对影响疲劳寿命的三类几何尺寸参数之间的相关性进行分析,发现三类几何尺寸参数之间是相互独立的。

关键词： t型接头尺寸效应应力集中 S-N曲线相关性分析

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焊接顺序对t型接头焊接的影响分析

船舶标准化工程师 2024年第2期57卷 20-31页

作者：周存宏姚相林徐海涛周宏南通中远海运船务工程有限公司江苏南通226006 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000

为减小t型接头的焊接残余应力和变形情况,以热-弹塑性理论为基础,利用ANSYS有限元软件对t型接头的焊接过程进行数值模拟,分析不同焊接顺序对温度场和应力场的影响,并对不同焊接路径上的应力和变形情况进行比较。结果表明:相较同向焊接,... 详细信息

为减小t型接头的焊接残余应力和变形情况,以热-弹塑性理论为基础,利用ANSYS有限元软件对t型接头的焊接过程进行数值模拟,分析不同焊接顺序对温度场和应力场的影响,并对不同焊接路径上的应力和变形情况进行比较。结果表明:相较同向焊接,异向焊接在L1和L2这这两个路径上产生的应力分别减小15%和27%。不同的焊接顺序对变形影响各异,异向焊接对翼板角变形影响较小,同向焊接对腹板横向变形影响较小。研究成果可为t型接头焊接方案设计提供一定参考。

关键词：焊接顺序 t型接头温度场应力场

奥氏体不锈钢双t型接头熔透工艺优化与组织分析

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新技术新工艺 2024年第7期439卷 58-62页

作者：卢宜杨凯刘园中船重工海声科技有限公司湖北宜昌443000

针对奥氏体不锈钢中厚板双t型接头的熔透工艺,采用高效率的药芯焊丝气体保护焊工艺(FCAW)替代手工焊条电弧焊工艺(SMAW),基于X射线探伤、宏观形貌及微观金相分析对接头内部质量和组织演变进行了研究。试验结果表明,根部焊道未熔合和未... 详细信息

针对奥氏体不锈钢中厚板双t型接头的熔透工艺,采用高效率的药芯焊丝气体保护焊工艺(FCAW)替代手工焊条电弧焊工艺(SMAW),基于X射线探伤、宏观形貌及微观金相分析对接头内部质量和组织演变进行了研究。试验结果表明,根部焊道未熔合和未焊透、层间夹渣及气孔是双t型接头最频繁出现的内部质量缺陷。经试验验证,采用合适的坡口形式及焊层厚度可获得内部质量优良的双t型焊接接头;焊接接头母材区组织为等轴奥氏体组织和少量热轧残留的高温δ铁素体组织。焊接接头热影响区组织为少量沿奥氏体晶界析出的δ铁素体,该区域组织演变最为复杂,分Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区。焊接接头焊缝区组织为板条状的δ铁素体及沿铁素体凝固边界分布的奥氏体组织,通过其组织形态可推断焊缝区组织凝固模式为FA模式。

关键词：奥氏体不锈钢 t型接头熔透工艺接头设计微观组织焊缝质量

t型接头双侧激光同步焊接缺陷补焊工艺及性能

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中国激光 2013年第2期40卷 98-103页

作者：杨志斌陶汪李俐群陈彦宾张澐龙刘申哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国防科技重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对国产大型客机6056/6156铝合金机身壁板t型接头双侧激光同步焊接的表面成形缺陷,从焊缝成形、微观组织、接头性能等方面对焊接缺陷的补焊工艺进行系统研究。结果表明:采用双侧填丝补焊方法能够有效消除焊缝原始缺陷获得成形良好的接... 详细信息

针对国产大型客机6056/6156铝合金机身壁板t型接头双侧激光同步焊接的表面成形缺陷,从焊缝成形、微观组织、接头性能等方面对焊接缺陷的补焊工艺进行系统研究。结果表明:采用双侧填丝补焊方法能够有效消除焊缝原始缺陷获得成形良好的接头;补焊焊缝中心的等轴晶粒明显细化,热影响区弥散分布的第二相粒子有所减少,接头软化现象更为明显;补焊接头平均横向和轴向拉伸强度分别为323.9MPa和183.5MPa,为原始接头的95.8%和89.8%;轴向拉伸断口表现为脆性与韧性混合断裂,横向拉伸断口呈现脆性断裂特征。

关键词：激光技术焊接缺陷补焊 t型接头力学性能焊缝成形

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t型接头角接静轴肩搅拌摩擦焊缺陷研究

机械工程学报 2020年第6期56卷 193-199页

作者：曾申波陈高强刘瞿张弓史清宇清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084

通过一系列工艺参数试验,获得无缺陷的t型接头焊缝。针对缺陷的形成,重点分析三种不同的搅拌针,即圆锥光针、圆锥螺纹针和短圆柱光针,对6 mm厚的6082-t6铝合金t型接头从内角角焊缝进行静轴肩搅拌摩擦焊接,并分析对应的焊缝产生的宏观缺... 详细信息

通过一系列工艺参数试验,获得无缺陷的t型接头焊缝。针对缺陷的形成,重点分析三种不同的搅拌针,即圆锥光针、圆锥螺纹针和短圆柱光针,对6 mm厚的6082-t6铝合金t型接头从内角角焊缝进行静轴肩搅拌摩擦焊接,并分析对应的焊缝产生的宏观缺陷。发现角接静轴肩搅拌摩擦焊容易在前进侧产生孔洞或沟槽缺陷。进一步分析发现,缺陷的产生受t接搅拌针和t接静轴肩的影响,在搅拌头周围,受t接静轴肩和t接搅拌针上部的影响,会形成搅拌针上部塑性流动区域,受搅拌针下部的影响,会形成搅拌针下部塑性流动区域.通过研究提出:搅拌针下部的孔洞缺陷可以通过采用螺纹的锥形搅拌针进行消除。而搅拌针上部的孔洞缺陷受到90°的t接静轴肩几何形状的影响流动能力较弱,通过倾角的改变可获得无缺陷的焊缝,并且对其缺陷形成机制的物理模型进行分析。

关键词： t型接头角接静轴肩搅拌摩擦焊倾角缺陷形成机制

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t型接头搅拌摩擦焊接的研究进展

材料导报 2016年第23期30卷 68-73页

作者：刘德佳丁江灏涂文兵赵龙志林凤涛华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

t型接头是满足轻量化需求的关键结构之一,但传统熔化焊在t型构件焊接方面并无优势。作为一种固相焊接技术,搅拌摩擦焊采用特殊的焊接夹具,对中、薄板t型构件实行单面焊三面成型技术,显著降低焊接热输入、减少焊接变形,因此t型接头搅拌... 详细信息

t型接头是满足轻量化需求的关键结构之一,但传统熔化焊在t型构件焊接方面并无优势。作为一种固相焊接技术,搅拌摩擦焊采用特殊的焊接夹具,对中、薄板t型构件实行单面焊三面成型技术,显著降低焊接热输入、减少焊接变形,因此t型接头搅拌摩擦焊可能是一种极具发展前景的工艺方法。从搅拌摩擦焊接t型接头(FSW-t)的焊接工艺、焊接缺陷、显微硬度、力学性能与数值模拟方面概述了国内外研究现状,揭示了FSW-t焊接领域尚需解决的关键科学问题,对该领域未来的研究方向提出了展望。

关键词：搅拌摩擦焊 t型接头工艺参数焊接缺陷力学性能