当前位置：文档之家 › 钛焊接接头的残余应力

钛焊接接头的残余应力

  • 格式：pdf
  • 大小：85.83 KB
  • 文档页数：2

ＮａＷ Ｏ４的 电 解 液 中 沉 积 的 （ ｌ－ ｘ ） ２ Ｍｎ－ Ｍ０Ｗ ｘ ｙ Ｏ２ｘ 氧 化 物 析 出气 体 的 活 性 测 量 中 ， ２ ４ ＋＋ ＮａＷＯ 浓 度 为 ００ Ｍ 和 ００ Ｍ 时 ，沉 积 的氧 化 物 的 ．ｌ ． ３
活性 比其 它 浓 度 的 高 。
衍 射 峰 宽 度 估 计 出氧 化 物 平 均 晶 粒 尺 寸约
１ｒ ０ ｍ。没 有探 测 到氧 化 钼 和 氧 化 钨 的衍 射 峰 ， ｉ 这 表 明 沉积 物 为 单相 氧 化 物 。 射线 光 电子谱 Ｘ－
分析表 明，钼和钨都 为六价 。
改 变 含 ００ ３ ＮａＭｏ 的 ０４ Ｍｎ Ｏ４ ．０ Ｍ ２ Ｏ４ ．Ｍ Ｓ
分布形状 及二 个演算子（ 假设体积力和假设外
力 ） 算 。 即只 要 知 道 固 有 应 力 分 布 形状 就 能 计 计 算 焊 接 变形 和 残 余 应 力 。 用钢 焊 接 接 头 固有
应 力 分 布 形状 公式 ， 以上 测得 的纯 钛焊 接接 由
平 衡 在 所 围骨 架 的板 中 央 附 近 产 生 了压 缩 残 余应 力 ，这 种残 余 应 力 使 压 曲负 载 下 降 。但 对 纯 钛 的焊 接 接 头 残 余 应 力 缺 乏 研 究 ，因此 ，日 本 学者 为 了 评价 纯 钛 焊 接 构 件 的疲 劳 、 曲强 压 度 ，对 纯 钛 的 焊 接 接 头 残 余 应 力 进 行 了研究 。
２０ ０ ｈ后 析 氧 效率 达 ９ ．％。因此 ， 合 适 的沉 ９７ 在 积条件下 ， 阳极 沉 积 可制 得 在 海 水 电解 中具有
ＮａＷＯ 浓 度 如 何 ， 阳 极 析 氧 效 率 均 高 于 ２ ９ ． 。 当 ＮａＷ Ｏ４ 度 为 ００ ３ 时 ，阳极 ９９ ％ ２ 浓 ．０ Ｍ 析氧 从 ９ ．％几 乎增 加 到 ｌ０ ９８ ％。 因此 ，含 钨 ０ 的氧化锰添加 钼后析氧效 率进 一步提 高。
的 残 余 应 力 呈 现 出 使 平 均 应 力 增 大 的相 同 效
法 ， 余 应 力 是 与焊 接 变 形 对应 的 应 力及 固有 残 应力之 和， 焊接 变 形 的 弹 性解 可 由固 有应 力 的
果 ，从 而 使 测 得 的疲 劳 强 度偏 低 。对 角焊 焊 接
的 板骨 结 构 ，焊 接 部 位 存 在 着 残 余 应 力 ，与之
高析 氧 效 率 、高 阳极 活性 和 长寿 命 的锰． 钨 钼． 氧化物 阳极 。
（ 绍楷） 陈
钛 焊 接 接 头 的残 余 应 力
纯 钛 在 海 洋 环 境 中具 有 优 良的 耐 蚀 性 和 耐 生 物 附着 性 。 于 凝 汽 器 的海 水冷 却管 在船 用
焊 接 采 用 对接 焊 和 横 向角焊 两 种 型 式 ， 于动 用 ＴＧ焊 的 电弧 及背 保 护均 用 氩 气 ， 板 宽 度为 Ｉ 试 ７ｒｍ，试 板 的 长 度 方 向与 焊 接 方 向垂 直 。 ０ ａ
而 降低 ，尤 其 是 ＮａＷ Ｏ ２ 浓 度 较 小 时 ，不 管
Ｗ ０６０２ｌ 化 物 １ｍｎ后 更 换 电解 液 并重 复 ｏ 氧 ） ｌ ５ｉ
电解 ４次 ，会 形 成 层状 结 构 ，并有 效 抑 制 了剥
离 ， 制 备 的（ ０９ ０５ ） 在 电解达 所 Ｍｎ＿Ｍｏ＿Ｗｏ６ ｌ ８ ０ ｏＯ２ｌ
用 应 变 计测 定 了对 接 接 头 处 与 焊 缝 垂 直 方 向 及沿 焊接 方 向的残 余 应 力 。 据 固 有应 力 根
舶 上 使用 涉 及 到 纯 钛 焊 接 板 骨 架 构 件 的 船 舶 结构 材 料 时 ，其 焊 接 残 余 应 力 对 疲 劳 强 度 、压 曲 强度 的 评价 很 重 要 。即在疲 劳 行 为 上 ，拉伸
维普资讯
新 材 料 ・新 ＝ 笔 ｉ ＝
寿命 。
在 含 ００ ３ ＮａＭｏ ４和 各 种 浓 度 的 ． Ｍ ２ Ｏ ０
Ｘ 射线衍射表明， ． 阳极沉积的０ｉ１ ＭＯ ｖ ． ｎｘ ｘ
Ｗ， ＋＋ 化 物 为 Ｙ． Ｏ２型 晶 体 结 构 。 从 ） ｘ Ｏ２ ｙ氧 Ｍｎ
焊 接 板 用 厚 ２ ｍ 及 １ ｒｍ 的 ＪＳ ２类 纯 ａ ｒ ０ ａ Ｉ 钛 板 ， 种 纯 钛板 的 轧 制方 向与 垂 直 于 轧制 方 这
头 残 余 应 力 结果 来 确 定公 式 中的 常数 ａ、 Ｂ、
Ｙ及 。结果表 明钛的这些 常数 与钢差异较
大 ， 中 ａ是 固有应 力 的最 大值 与 屈 服应 力之 其 比 ，钢 的 屈服 应 力接 近 比例 限 ，而 纯 钛 的屈 服 强 度 是 取 较 比例 限相 对 高 的 ０２ ．％的 强度 ，使 钛 的 ａ常 数 比钢 小 。 由于 钢 为 ＭＩ 焊 ，钛为 Ｇ
阳 极 沉积 的 氧化 物 阳极 的 寿命 检 验 中 ， 由 于 沉 积 的氧 化物 从基 体 剥离 ， 析氧 效率 随 电解
时间 的延 长 会 逐 渐 下 降 。 当沉 积 （ ｏ９ ０５ Ｍｎ Ｍｏ ０ ８
溶 液 中 的 ＮａＷＯ 浓 度 试 验 中 ， 当 增 加 ２ ＮａＷ Ｏ４ ２ 的浓 度 时 ， 电解 沉 积 的氧 化 物 中的 钨 含 量 也增 加 。尽 管 电解 液 中 ＮａＭｏ 浓度 不 ： Ｏ 变 ， 化 物 中 的钼 含 量 随 ＮａＷＯ 度 的 升 高 氧 ２ 浓
稀 有 金属 快 报 ２ ０ 第 ７ ｌ ０２年 期 ３
向 的 力 学 性 能 存 在 各 向异 性 ，特 别 是 屈 服 强
度 ，垂 直 于 轧 制方 向的 比沿 轧制 方 向的要 高 ・新 互 笔
ＴＧ 焊 ，焊 接输 入 热 不 同 ，使 钛 的 常 数 比钢 Ｉ

合集下载

焊接残余应力

焊接残余应力

焊接残余应力
焊接是经常用到的一种连接技术，它具有多种优点，如预热寿命长、强度高、结构轻、装配方便等，但是也存在一些缺点，其中最常见的问题之一就是焊接残余应力。

焊接残余应力不仅会影响焊接头的强度耐久性，还会产生残余变形，严重影响焊接零件的结构、性能和使用寿命。

因此，为了确保焊接头长期可靠工作，必须对焊接残余应力进行有效控制。

焊接残余应力的来源主要有焊接温度轮廓、过热、焊缝深度、材料物理参数、焊接条件等。

因此，为了控制焊接残余应力，应该采取一定的措施。

首先，必须准确控制焊接温度轮廓，确保温度下降的趋势合理。

焊接温度轮廓是控制焊接残余应力的关键因素，适当缩短焊接时间和提高焊接速度可以有效控制焊接残余应力。

其次，应该在焊接前按要求精确测量焊接深度和厚度，以保证焊接深度的准确性。

焊接深度和厚度的测量越准确，焊接残余应力就越低。

此外，应尽可能采用低热流密度焊接技术，同时应采用恰当的焊条材料，以均匀分布焊接热量，以减少焊接残余应力。

最后，在焊接过程中应注意有效地调节焊接条件，防止产生焊接残余应力。

例如，在焊接过程中可以控制流体压力，防止焊条因压力而变形；可以采用分段焊接原理，减少焊接残余应力；可以采取一定的调节措施，使焊接头水平接触。

总之，为了控制焊接残余应力，需要采取一定的措施，如控制焊接温度轮廓、准确测量焊接深度和厚度、采用低热流密度焊接技术、调节焊接条件等。

如果能够有效控制焊接残余应力，则可以延长焊接头的使用寿命，使焊接头有更好的性能和可靠性。

焊接结构-焊接残余应力

焊接结构-焊接残余应力

积状态。（平行于焊缝轴线分布的应力称 为 纵 向应力 :σX ；垂直于焊 缝轴线的应力称为横向应 力 :σy；厚度方向的残余
应力：σZ）
焊接结构工程 （一）、纵向应力 1、σX的分布
在低碳钢和普通低合金钢的焊接结构中，
其任意横截面上的应力性质均相同，即： 焊缝及其附近的压缩塑性变形区内为拉应 力，且数值一般达到材料的屈服极限σS，而稍 离开焊缝区，拉伸应力迅速陡降，继而出现残
曲线3，则焊件不会产生裂纹。
焊接结构工程
3、圆筒上环焊缝引起的纵向应力 圆筒上环焊缝引起的纵向应力对于圆筒体就是 切向应力。 a. σx的分布规律： 在焊缝及其附近的区域内为拉伸应力，远离焊 缝则为压缩应力。 b. σx的特点 • 圆筒体环焊缝引起的σx比平板直缝小
圆筒体环焊缝在焊后要整体向内收缩，使半径
当焊缝位于平板中心，B较小时，σx分布在
整个宽度上，并随B↑，拉、压应力区交替出现， 应力区面积增大；若B很大，则σx只在焊缝附近
一定区域内分布。
当焊缝并非位于平板中心，σx在较宽一处 附近分布。
焊接结构工程 c.材质的影响 结构材质不同，其焊缝上σx的分布也不同，
随材料膨胀系数和弹性模数的降低，纵向应
余压应力。显然，沿整条焊缝分布的σX 都为
拉应力，但拉应力的分布并不完全相同。
焊接结构工程
焊接结构工程
在焊缝的中间区域，拉应力数值恒定，为材料的
σS，而在板件两端，拉应力逐渐变化，在自由端面 （0-0截面）处σX=0。靠近自由端面的Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ
截面σX＜σS，随着截面离开自由端距离的增加σX逐
焊接结构工程
第三节
焊接残余应力
通常意义的焊接应力实际包括两类：

焊接瞬时应力： 焊接过程中某瞬时存在于结构中的应力。
钛合金高速切削残余应力国内外发展和研究现状

钛合金高速切削残余应力国内外发展和研究现状

钛合金高速切削残余应力国内外发展和研究现状钛合金高速切削残余应力的研究与应用是当前制约钛合金高速切削加工的关键问题。

下面将从国内外的发展和研究现状两个方面进行探讨。

一、国内外的发展现状1. 国外发展现状在国外，钛合金高速切削残余应力的研究已经非常深入。

国外相关领域的专家学者在理论研究和实验方面都取得了较为显著的成果，特别是在研究高速切削加工过程中如何减少或消除残余应力方面。

在国外主要有以下几个方面的发展：（1）针对不同类型的钛合金，比如Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-5Al-2.5Sn等的高速切削残余应力进行研究；（2）利用有限元分析和试验研究手段，深入探讨高速切削加工过程中残余应力的形成机理、分布规律以及影响因素等方面的问题；（3）研究加工工艺参数对高速切削残余应力的影响，通过优化切削参数来控制和减小切削残余应力的大小。

2. 国内发展现状我国在钛合金高速切削残余应力的研究方面也在不断地推进。

近年来，国内许多学者都在从不同角度研究该问题。

然而，与国外相比，国内的研究还存在一些不足之处，主要体现在以下几方面：（1）对于不同种类的钛合金的高速切削残余应力分布规律还缺乏明确的了解；（2）在研究过程中，国内还没有建立完整的高速切削残余应力试验体系；（3）国内有限元分析手段在高端仿真方面的软硬件设备和技术仍十分薄弱。

二、国内外的研究现状1. 国外研究现状国外的研究围绕高速切削加工过程中残余应力的影响因素展开，主要可以分为以下几个方面：（1）刀具形状和结构对残余应力的影响；（2）切削参数对残余应力的影响，如铣削速度、深度、进给等；（3）切削液对高速切削残余应力的影响；（4）材料属性对高速切削残余应力的影响。

2. 国内研究现状国内在研究高速切削残余应力方面的主要探索包括以下几个方面：（1）研究残余应力与材料热力学特性、金相组织特性、加工工艺参数之间的关系；（2）研究高速切削过程中切削液对残余应力的影响；（3）研究不同钛合金的高速切削残余应力差异。

钛合金焊接残余应力值随时间重分布的数值分析

钛合金焊接残余应力值随时间重分布的数值分析

钛合金焊接残余应力值随时间重分布的数值分析刘水清，潘广善（中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）摘要：钛合金在室温、高应力条件下的存在明显蠕变现象，焊接钛合金板和壳体内含有较高的焊接残余应力。

因此，在焊接残余应力的作用下，钛合金材料会发生蠕变，使结构内固有应变发生变化，从而导致残余应力重分布。

本文忽略焊接工艺对材料蠕变特性的影响，采用数值计算方法对TC4钛合金薄板和薄壁球壳的焊接残余应力重分布现象进行了分析。

关键词：钛合金；焊接残余应力；蠕变；应力重分布中图分类号： U663.9 文献标识码：ANumerical Analysis of Welding Residual StressRedistribution With Time in Titanium AlloyLiu Shui-qing, Pan Guang-shan(China Ship Scientific Research Center, Wuxi 214082, China)Abstract:In room temperature, the titanium alloy has obvious creep phenomenon, when applied to high stress. Therefore, under the effect of welding residual stress, the creep of titanium alloy material willchange the eigenstrain in the structure, which results in the redistribution of welding residual stress. In this paper, the effect of welding process on the creep properties of material was neglected. The numerical simulation method was used to analyze the welding residual stress redistribution of welded TC4 titanium alloy thin plate and thin-walled spherical shell.Key words: titanium alloy；welding residual stress；creep；redistribution of stress0 前言由于钛及钛合金所具备高比强度、耐腐蚀、良好的韧性和声透性好等优点，使其在舰船、深潜器以及航空等领域被广泛使用。