相變溫度對焊接接頭疲勞強度的影響

相變溫度對焊接接頭疲勞強度的影響

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1、第$!卷第!期焊接學報E7@1$!H71!$""$年.月)G,HI,J)KLHIL6)M2JMKH,N2COKH*KHI)K)P)KLHQRAS$""$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!相變溫度對焊接接頭疲勞強度的影響王文先,霍立興,張玉鳳,王東坡(天津大學材料科學與工程學院,天津!"""#$)摘要:焊縫金屬相變溫度不同,相變體積膨脹變形造成的相變應力會直接影響焊接接頭殘余應力的類型和大小。通過焊縫金屬相變溫度和殘余應力測試以及焊接接頭疲勞強度試驗,分析了焊縫金屬相變溫度對焊接殘余應力和焊接接頭

2、疲勞強度的影響規(guī)律。利用%種焊縫金屬相變溫度不同的焊條分別對具有較大拘束度和應力集中的縱向角接板接頭進行焊接,疲勞試驗證明,焊縫金屬相變溫度在&’&(左右時,焊接接頭疲勞強度最高。此試驗為低相變點焊條改善焊接結(jié)構(gòu)疲勞強度做了進一步論證。關鍵詞:相變溫度;焊接接頭;疲勞強度;殘余壓應力中圖分類號:)*+"+文獻標識碼:,文章編號:"$%!-!."/($""$)"!-&%-"+王文先"序言焊條是奧氏體不銹鋼焊條,其焊縫金屬在冷卻過程中沒有組織轉(zhuǎn)變,因而沒有相變應力的產(chǎn)生;第’種焊條疲勞破壞是金屬焊接結(jié)構(gòu)失效的主要形式之一,為普通結(jié)構(gòu)鋼2%"&%焊條,其焊縫金屬在較高的溫度裂紋常發(fā)生于焊接接

3、頭的焊趾部位,其主要原因是焊下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,由于此時金屬材料還處于塑性狀態(tài),接接頭的殘余拉伸應力和應力集中的影響。調(diào)節(jié)焊接相變體積膨脹沒有受到約束,因而也沒有相變應力的接頭殘余應力場,降低焊趾部位的殘余拉伸應力或產(chǎn)產(chǎn)生;中間#種焊條為焊縫金屬相變溫度各不相同的生壓縮應力是提高焊接接頭疲勞強度的有效方自制焊條,其焊縫金屬在較低的溫度下發(fā)生奧氏體向法[&0!]。馬氏體的組織轉(zhuǎn)變,焊縫金屬在拘束條件下則產(chǎn)生相鋼鐵材料在冷卻過程中會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,這一組變應力。焊縫金屬的相變溫度是依靠合金元素含量來織轉(zhuǎn)變伴隨有體積膨脹,尤其在較低溫度下發(fā)生的奧控制的,這’種焊條在表&中從下至上的排列規(guī)律是氏體向

4、馬氏體組織轉(zhuǎn)變,體積膨脹變形更大,體積膨脹合金含量越高,相變溫度越低。變形在拘束條件下將會產(chǎn)生相變應力,屬于壓縮應力。!1"相變溫度和相變膨脹變形的測試對于焊接接頭來說,這將有利于熱場殘余拉伸應力的用’種焊條在低碳鋼板上堆焊多層,在無母材成降低或產(chǎn)生殘余壓縮應力,從而改善焊接接頭的疲勞分的焊縫金屬部位沿焊縫方向用線切割切取!!334性能[&0%],作者已在這方面做了研究工作[.]。&"33的試件。試驗前將試件加熱到’+"(保溫&5作在文獻[.]的基礎上,通過試驗進一步論述了焊縫退火處理,以保證試件的組織狀態(tài)完全一致。在6789金屬相變溫度(文中等同于相變開始溫度)對焊接殘余3:;<78

5、-=>?><:@全自動轉(zhuǎn)變測試儀進行冷卻膨脹曲線的應力和焊接接頭疲勞強度的影響規(guī)律,從而優(yōu)化出獲測試,其操作規(guī)范是:將試件緩慢加熱到’+"(后保溫得最大焊接接頭疲勞強度的焊縫金屬相變溫度和最佳$"3>A,以&"(B;的冷卻速度冷卻,儀器自動繪制出冷低相變點焊條。卻轉(zhuǎn)變曲線。在冷卻轉(zhuǎn)變曲線上用切線法測量相變開始溫度和相變膨脹變形率,測試結(jié)果見表&,其中C))2!焊條焊縫金屬的相變膨脹應變數(shù)值最大,實測&試驗材料及測試方法值為"1.!D,它的相變開始溫度為&’&(。!1#殘余應力的的測試!1!焊接材料的選用用’種焊條分別在’塊+""334+""334$"33低焊接材料選用’種焊條,如表&所

6、示。第&種碳鋼板(開E型坡口)上各堆焊一道長收稿日期:$""&-&&-$$&F"33、寬$"33的焊道,在焊縫金屬中部上進行基金項目:國家自然科學基金資助項目(%"&#%"#’)=A焊接學報第?F卷表!相變溫度、相變膨脹變形和焊縫金屬殘余應力!"#$%!!&"’()*&+",-*’,%+.%&",/&%,%0."’(-*’(,&"-’"’1&%(-1/"$(,&%((%(*’2%$1+%,"$,&-.)/’&0-%1’.%#0+2,&-.)/’&0-%1’.#6+-.)1’.8#)1(9-")%&#))#)’.3#"(8#)1(9-")%&#))#)’.3#"(!"#$%&’(#)%*

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