钢材焊接接头力学性能模拟
焊接接头的力学性能试验
1．角焊缝工艺评定中的宏观金相检验 在对角焊缝作工艺评定时，其检验项目之一是对
焊缝截面作宏观金相检验。现以板材的角焊缝为例 进行说明，首先将试件两端各舍去25mm，然后沿 试件横向等分切取5个试样，每块试样取一个面进行 金相检查，但任意两检测面不得为同一切口的两个 侧面，经检查后，焊缝根部不得有未焊透部分，焊 缝和热影响区不得有裂纹和未熔合。
焊接接头的破坏性检测
力学性能试验
包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、 冲击试验等
化学分析试验
包括化学成分分析、腐蚀试验
金相检验
包括宏观检验、微观检验等
一、焊接接头的化学成分分析
(一)化学成分分析的选用原则 (1)原材料及焊接材料的复检 (2)耐蚀堆焊层的工艺评定 (3)估计奥氏体型不锈钢焊缝中的铁素体含量 (4)用于缺陷原因分析
渗透探伤的基本原理
二、渗透探伤的常用方法 根据不同的显像方式，则不同的渗透剂及显像
剂，常用的渗透探伤方法有如下几种： 1．着色渗透探伤法 2．荧光渗透探伤法 3．水洗型渗透探伤法 4．溶剂去除渗透探伤法 5．干式显像渗透探伤法 6．湿式显像渗透探伤法
三、渗透探伤法在焊接生产中的应用 在焊接生产领域中要求作渗透探伤的场合有以下几种情况。 1)材料标准抗拉强度σ b>540MPa的钢制压力容器上的C类和D类焊缝。 2)名义厚度δn>16mm的12CrMo及15CrMo钢制容器，其他任意厚度的Cr-
2．拉伸试验的方法 测定常温下拉伸的力学性能主要依据试验方法的国 家标准。
焊态硬度试样 焊缝中心线
回火态硬度试样
加工去除
硬硬冲冲冲 冲 冲 舍
度度击击击 击 击
试试试试试 试 试 弃
样样样样样 样 样
焊接接头试验
第六讲焊接接头试验一、焊接接头力学性能试验力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。
首先应当焊制产品试板，从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验，以确定焊接工艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求。
1、焊接接头的拉伸试验焊接接头拉伸试验是以国家标准 (GB2651一1989)为依据进行的，该标准适用于熔焊和压焊的对接接头。
(1)试验目的该标准规定了金属材料焊接接头横向拉伸试验方法，用以测定焊接接头的抗拉强度。
(2)试件制备1）接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种。
可根据要求选用。
2)焊接接头拉伸试验用的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线方向截取，并通过机械加工制成如图8一1所示形状及表8一1所示尺寸的板接头板状试样，或制成如图8一2所示形状及表8一1所示尺寸的管接头板状试样。
加工后焊缝轴线应位于试样平行长度的中心。
表8一1板状试样的尺寸总长L 根据实验机定夹持部分宽度 B b+12平行部分宽度板 b 25≥管 bD≤76 12D>76 20当D≤38时，取整管拉伸平行部分长度l >L s+60或L s+12 过渡圆弧r 25注：L s为加工后，焊缝的最大宽度；D为管子外径。
3）每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。
4) 试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。
在受试长度下范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。
5)若相关标准和产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使其与母材原始表面齐平。
6)通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度。
如果试件厚度超过3Omm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于3Omm，且所取试样应覆盖接头的整个厚度 (见GB2649)。
在这种情况下，应当标明试样在焊接试件厚度中的位置。
7)对外径小于等于38mm的管接头，可取整管作拉伸试样，为使试验顺利进行，可制作塞头，以利夹持，如图8-3所示。
Q460高强钢材及T形对接接头力学性能研究
第50卷第12期2019年12月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.50No.12Dec.2019Q460高强钢材及T 形对接接头力学性能研究邢佶慧，陈前，王涛，杨娜(北京交通大学土木建筑工程学院，北京，100044)摘要：为明确高强钢材焊接接头的脆变程度，针对Q460高强钢材及T 形对接焊接接头进行试验和数值分析研究。
分别从国产Q460钢板母材、热影响区和焊缝处取材，加工19个材性试件，进行单向拉伸试验；加工5个板厚及夹角不同的单面成形全熔透对接焊接T 形接头，完成单向拉伸试验；对材性及接头试验结果进行精细化数值模拟，获取Q460钢材基本材性参数、断裂参数和应力-应变关系，分析T 形接头试件的破坏模式、抗拉强度及断裂延性指标。
研究结果表明：Q460高强钢母材强度符合我国钢结构设计标准要求，焊缝熔敷金属和热影响区塑性变形能力较母材略差。
Q460钢T 形焊接接头强度符合我国钢结构设计标准要求且有一定安全储备，破坏发生在母材中部，塑性变形能力取决于母材应力状态，基于VGM 微观断裂预测理论，能有效预测T 形接头断裂性能。
关键词：Q460高强钢；T 形；全熔透对接接头；单向拉伸；强度；延性；断裂预测中图分类号：TU392.4文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID )文章编号：1672-7207（2019）12-3097-09Performance of Q460high strength steel and T-shape fullypenetration butt weld jointsXING Jihui,CHEN Qian,WANG Tao,YANG Na(School of Civil Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)Abstract:In order to study the fragility tendency of the high strength steel welded joints,the behaviors of Q460high strength steel and T shape butt weld connections were systemically tested and numerically simulated.19coupons from Chinese Q460steel plate base metal,heat-affected zone and welding zone were tested under monotonic tensile loads.Five T-shape fully penetration butt weld joints fabricated from Q460steel with different angles and plate thicknesses were tested under static tensile loads.Basic material parameters and fracture prediction model parameters were identified.The uniaxial stress-strain relationships of these steel materials were built.Additionally,failure mode,strength as well as fracture ductility of T-shape butt weld joints were obtained.The research results show that Q460high-strength steel base metal strength can meet the strength requirement according to the specification for design of steel structures in China,and the plastic deformability of weld zone and heat-affected zone is slightly worse than that of base metal.The all weld joints can meet the strength收稿日期：2019−02−11；修回日期：2019−04−20基金项目(Foundation item)：中央高校基本科研业务费项目(2016JBM041)；国家自然科学基金面上资助项目(51578045)(Project(2016JBM041)supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities;Project(51578045)supported by the National Natural Science Foundation of China)通信作者：邢佶慧，教授，从事钢结构与空间结构研究；E-mail ：***************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2019.12.019第50卷中南大学学报(自然科学版)requirement according to the specification for design of steel structures in China with enough safety reserve. Fracture initiates at the base metal.Therefore,the plastic deformation capacity of weld joints is determined by stress status in steel plates.The calibrated model parameters along with detailed FE analyses show that the VGM model can predict the failure behavior of T-shape butt weld joints effectively.Key words:Q460high strength steel;T-shape;fully penetration butt weld connection;monotonic tension; strength;ductility;fracture高强钢的推广及应用是建筑科技发展的必然趋势。
1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢的焊接试验[1]
![1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢的焊接试验[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/1e02552eb4daa58da0114a27.png)
为 1Cr13 马氏体不锈钢母材拉伸断口微观组织形 貌 ,断口中韧窝小且多 , 属于韧性断 裂. 图 2c 为 1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢和 1Cr13 马氏体不锈钢焊 接接头拉伸断口微观组织形貌 ,韧窝和撕裂棱混合 共存 ,但撕裂棱在断口中所占的比例较小 ,仍属于韧 性断裂. 断口中 ,韧窝的大小和深度各不相同 ,韧窝 的大小和深度相差悬殊 ,这与焊接 HAZ 晶粒大小不 均匀以及析出第二相粒子的数量 、形状和分布有 关[4] . 2. 2 焊接接头力学性能 2. 2. 1 焊接接头的显微硬度
86
焊 接 学 报
第 30 卷
从图 1 中可以看出 ,在靠近奥氏体区 ,得到奥氏 体组织. 在马氏体侧形成板条状马氏体[3] ,因为马 氏体不锈钢含铬量高 ,淬透性好 ,在焊缝金属从液态 降温时 ,接近母材 ,冷却速度快 ,空冷时形成了马氏体 组织. 在焊接接头的熔合区得到典型的柱状晶组织. 2. 1. 2 断口 SEM 观察及分析
5
缝区
2. 3. 1 焊接接头的交流阻抗对比分析 图 4 为焊接接头各区域的交流阻抗谱. 从图 4
中可以看出 ,阻抗弧由小到大的试样编号为 2 号 , 5 号 ,4 号 ,3 号 ,1 号 ,阻抗弧越小 ,相对应的低频阻 抗幅值越小 ,所以腐蚀速度越快 ,所以腐蚀率由大到 小的变化顺序为 2 号 ,5 号 ,4 号 ,3 号 ,1 号. 这是由 于在靠近奥氏体 、马氏体母材的热影响区 ,得到单相 的奥氏体 、马氏体组织 ,耐蚀性相对于双相或多相组 织要强 ;在焊缝区 ,马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢焊 接熔合的过程中 ,两种不锈钢所含的镍 Ni ,Cr ,Ti 等 元素扩散转移 ,化学成分不均匀性使焊缝区可能得 到双相或多相的混合组织 ,从而使焊缝的耐腐蚀性
高强钢焊接工艺及接头组织与性能研究
高强钢焊接工艺及接头组织与性能研究摘要高强钢具有高强度、高韧性的优点，被广泛用在液压支架、汽车车壳上。
本文从焊接工艺、焊接接头组织、力学性能等特点对国内外高强钢焊接方面的研究成果进行了综述，得出高强钢焊接接头各个区域的组织与性能不同，在不同焊接规范下相同区域的金相组织基本相似，熔合区因组织不均匀为最薄弱环节，指出防止高强钢热影响区的脆性破坏以及提高钢的韧性是今后高强钢焊接研究的重点。
关键词：高强钢，焊接工艺，组织，力学性能Study on Welding Process and Microstructure and Propertyof High Strength SteelAbstractHigh strength steel with high strength, high toughness advantages, are widely used in hydraulic support, car shell. From aspects of welding process, joint microstructure and mechanical properties of high strength steel welding, the research results of the high strength steel welding at home and abroad were summarized. It indicates that the microstructure and mechanical properties of high strength steel weld joints are different in different regions, while the metallographic structures of the same region are basically similar under different welding parameters, the fusion zone is the weakest area due to the inhomogeneous microstructure. It is pointed out that to prevent the heat affected zone ( HAZ ) from brittle failure and to improve the toughness of the HAZ are the focus of future research on high strength steel welding．Key words：High strength steel, Welding process, organization, Mechanical properties目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)1. 高强钢的发展状况 (2)1.1 高强钢的生产与发展 (2)1.2 高强钢的性能与分类 (2)1.3 高强钢的应用前景 (5)2. 高强钢焊接研究现状 (6)2.1 激光焊接 (6)2.2 气体保护焊 (7)2.3 电阻点焊 (7)3. 高强钢焊接工艺 (8)4. 高强钢焊接接头组织与性能研究 (9)4.1 焊接接头组织分析 (9)4.2 焊接接头力学性能分析 (10)5. 结语 (10)参考文献 (11)前言高强钢作为21世纪新一代钢铁材料，具有高强度和良好的塑韧性等力学性能，为现代制造业开启了新的发展空间。
焊接接头试验
第六讲焊接接头试验一、焊接接头力学性能试验力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性.首先应当焊制产品试板,从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验,以确定焊接工艺参数是否合适,焊接接头的性能是否符合设计的要求.1、焊接接头的拉伸试验焊接接头拉伸试验是以国家标准 <GB2651一1989>为依据进行的,该标准适用于熔焊和压焊的对接接头.<1>试验目的该标准规定了金属材料焊接接头横向拉伸试验方法,用以测定焊接接头的抗拉强度. <2>试件制备1〕接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种.可根据要求选用.2>焊接接头拉伸试验用的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线方向截取,并通过机械加工制成如图8一1所示形状与表8一1所示尺寸的板接头板状试样,或制成如图8一2所示形状与表8一1所示尺寸的管接头板状试样.加工后焊缝轴线应位于试样平行长度的中心.表8一1板状试样的尺寸注：L s为加工后,焊缝的最大宽度；D为管子外径.3〕每个试样均应打有标记,以识别它在被截试件中的准确位置.4>试样应采用机械加工或磨削方法制备,要注意防止表面应变硬化或材料过热.在受试长度下X围内,表面不应有横向刀痕或划痕.5>若相关标准和产品技术条件无规定时,则试样表面应用机械方法去除焊缝余高,使其与母材原始表面齐平.6>通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度.如果试件厚度超过3Omm时,则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样,但每个试样的厚度应不小于3Omm,且所取试样应覆盖接头的整个厚度 <见GB2649>.在这种情况下,应当标明试样在焊接试件厚度中的位置.7>对外径小于等于38mm的管接头,可取整管作拉伸试样,为使试验顺利进行,可制作塞头,以利夹持,如图8-3所示.8>棒材接头选用图8一4所示圆形试样.其中: do=<10土0.2>mm；l=Ls+2D；D和h由试验机结构来定；r mm=4mm.9>拉伸试样数量接头拉伸试样不少于1个；整管拉伸试样1个；管接头剖条拉伸试样不少于2个.〔3〕评定标准焊接接头常温拉伸试验的合格标准是焊接接头的抗拉强度不低于母材抗拉强度值的下限较低一侧的母材规定值进行评定.2、焊接接头的弯曲试验焊接接头的弯曲试验是以国家标准 <GB2653-89>为依据进行的,该标准适用于熔焊和压焊对接接头.<1>试验目的该标准规定了金属材料焊接接头的横向正弯与背弯试验、横向侧弯试验、纵向证弯和背弯试验以与管材的压扁试验,用以检验接头拉伸面上的塑性与显示缺陷.<2>试件制备1>试件的类型焊接接头的弯曲试样按试样的长度与焊缝的相对位置可分为横向弯曲试样和纵向弯曲试样.按弯曲试样受拉面在焊缝中的位置可分为正弯、背弯和侧弯.①横弯试样焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲.②纵弯试样焊缝轴线与试样纵轴平行时的弯曲.③正弯试样试样受拉面为焊缝正面的弯曲.双面不对称焊缝,正弯试样的受拉面为焊缝最大宽度面;双面对称焊缝,先焊面为正面.④背弯试样试样受拉面为焊缝背面的弯曲.⑤侧弯试样试样受拉面为焊缝纵剖面的弯曲.2>弯曲试样的制备应遵守的规定①试样的样坯从试件上截取.横弯试样应垂直焊缝轴线截取,机械加工后,焊缝中心线应位于试样长度的中心.纵弯试样应平行于焊缝轴线截取.机械加工后,焊缝中心线应位于试样宽度的中心.②每个试样均应打印标记,以识别它在被截试件中的准确位置.③试样应采用机械加工或磨削方法制备,要注意防止表面应变硬化或材料过热.在受试长度L X围内,表面不应有横向刀痕或划痕.④在试样整个长度上都应具有恒定形状的横截面.其形状应分别符合图8-5、图8-6、图8-7的要求.焊缝的正、背表面均应用机械方法修整,便之与母材的原始表面平齐.但任何咬边均不得用机械方法去除,除非产品标准中另有规定外.⑤试样的尺寸应符合规定.a横弯试样的尺寸对板材试样,试样的宽度h应不小于厚度.的1,5倍,至少为2Omm.对管材试样,试样的宽度b应为：管直径≤5Omm时,b为s+0.lD<最小为lOmm>；管直径>5Omm时,b为s+0.O5D<最小为lOmm,最大为4Omm>.其中,s为管壁厚度,D为管子外径.通常,试样厚度a应为焊接接头试件厚度.如果试件厚度超过2Omm,则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样.但是,每个试样的厚度应不小于2Omm,且所取试样应覆盖接头的整个厚度 <见GB2649>.在这种情况下,应当标明试样在焊接接头厚度中的位置.b侧弯试样尺寸试样厚度巳应大于或等于lOmm,宽度b应当等于靠近焊接接头的母材的厚度.当原接头试件的厚度超过40mm时,则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样.但是,每个试样的宽度b在20一40mmX围内,这些试样应覆盖接头的全厚度 <见GB2649>,并标明在接头厚度中的位置.C纵弯试样尺寸试样尺寸如表8-2、图8-7所示.如果接头厚度超过2Omm时或试验机功率不够时,可在试样受压面一侧加工至2Omm. 表8-2纵弯试样尺寸mm侧面的表面粗糙度应低于Ral2.5μm.⑦试样数量正弯、背弯、侧弯试样各不少于1个,纵弯试样不少于2个.3>圆形压头弯曲<三点弯曲>试验法①圆形压头弯曲试验示意如图8-8所示.②在进行此试验时,将试样放在两个平行的辊子支撑上.在跨距中间且垂直于试样表面施加集中载荷〔三点弯曲>,使试样缓慢、连续地弯曲.③压头直径D应符合有关标准与要求.一般取压头直径为试件厚度的3倍.④支撑辊之间的距离l不应大于D+3a.⑤当弯曲角α <图8一8>达到使用标准中规定的数值时,试验便告完成.试验后检查试样拉伸面上出现的裂纹或焊接缺陷的尺寸和位置.<3>评定标准试验结果的合格标准按钢种而定,见表8一3.表8-3焊接接头弯曲角的台格标准或出现长度大于3mm的纵向裂纹或缺陷,则评为不合格.试样的棱角开裂不计,但确因焊接缺陷引起的棱角开裂的长度应进行评定.3、焊接接头的冲击试验焊接接头的冲击试验是以国家标准 <GB2650一1989>为依据进行的.该标准适用于熔焊和压焊对接接头.<1>试验目的该标准规定了金属材料焊接接头夏比冲击试验方法,用以测定焊接接头各区域的冲击吸收功.<2>试样制备1>试样是以lOmmXlOmmX55mm带有V形缺口的试样为标准试样.试样的尺寸与偏差应符合图8-9所示的规定.试样缺口底部应光滑,不得有与缺口轴线平行的明显划痕,进行冲裁试验时,试样缺口底部的表面粗糙度应低于Ra0.8μm.2>试样应采用机械加工或磨削方法制备,并防止加工表面的应变硬化或材料过热.3>试样标记不应影响支座对试样的支撑,也不得使缺口附近产生加工硬化.一般应标记在试样的端面、侧面域缺口背面距端面l5mm以内,但不得标在支撑面上.4>缺口处若发现有肉眼可见的气孔、夹渣、裂纹等缺陷时,则不能用该试样进行试验.5>试样的缺口铀线应当垂直焊缝表面,如图8-10所示.6>试样的缺口按试验要求可分别开在焊缝、熔合线或热影响区.其缺口的各区域位置如图8-11所示.开在热影响区的缺口轴线与熔合线的距离t由产品技术条件规定.7>试样数量规定为：焊接接头冲击试验的试样,按缺口所在位置各自不少于3个.<3>评定标准常温冲击试验的合格标准为:每个部位的3个试样冲击功的算术平均值不应低于母材标准规定的最低值.但允许其中有个试样低于规定值,但不得低于规定值的70%.异种钢焊接接头的冲击试验按抗拉强度较低一侧母材的冲击功规定值进行评定.4、焊接接头硬度试验焊接接头硬度试验是以国家标准 <GB2654-1989>为依据进行的,该标准适用于熔焊和压焊焊接接头和堆焊金属.<1>试验目的该标准规定了金属材料焊接接头的硬度试验方法,用以测定焊接接头的洛氏、布氏、维氏硬度.<2>试件制备1>焊接接头的硬度试样的样坯,应在垂直于焊缝轴线方向的相应区段截取,截取的样坯应包括焊接接头的所有区域.2>试样的测试面与支撑面应经加工磨平并保持平行,表面粗糙度至少达到Ral.6μm.维氏硬度测定时,试样表面粗糙度至少要为Ra0.8μm.对厚度小于3nm的焊接接头,允许在其表面测定硬度.3>根据所用标准和技术条件要求,可分别选用布氏、洛氏或维氏硬度计进行测定.4>试验时,可用腐蚀剂使焊接接头各区域金属显示清晰,并按图8-12所示标线位置测定硬度.5>进行硬度试验时,为获得正确的试验结果,必须注意测量点之间的距离.布氏硬度试验时,相邻压痕中心的间距,不应小于压痕直径的4倍；洛氏硬度试验时,此间距不应小于3mm；维氏硬度试验时,则不应小于压痕对角线的2.5倍.遇有测点处出现焊接缺陷时,则该点试验结果无效.6>试样数量规定为：焊接接头硬度试验试样不少于1个.<3>评定标准根据给定的技术文件和材料允许的硬度X围进行评定.二、焊接性试验焊接性试验的目的是用来评定母材焊接性能的好坏.通过焊接性试验,可以选定适合母材的焊接材料,确定合适的焊接工艺参数与焊后热处理工艺参数.还可以用来研制新的焊接材料.焊接性试验方法很多,这里只介绍斜Y形坡口焊接裂纹试验这一种方法.1、试验目的斜Y形坡口对接裂纹试验又称小铁研法,适用于碳素钢和低合金钢焊接接头的冷裂纹抗裂性能试验,是目前应用最广泛也最方便的一种方法.2、试件制备<1>试件的形状和尺寸试件的形状和尺寸如图8-13所示.试件的厚度不作限制,常用厚度为9一38mm,一般最好用被试材料原厚度.<2>坡口表面加工为避免试件间隙波动以与气割表面硬化层问题,坡口加工应采用机械切削加工.<3>试件数量规定试件数量为：每次试验应取2件.<4>试件的焊接按图8-13所示组装试件,焊好两端的拘束焊缝.拘束焊缝采用双面焊接,注意不要产生角变形和未焊透.拘束焊缝采用低氢型焊条,其直径为4mm或5mm.焊接前,对焊接试验部位用比2mm略大的塞片插入,以保证试件间隙,焊完拘束焊缝后拆除塞片.3、试验方法<1>清理试验焊缝在焊接试验焊缝之前要把在焊接拘束焊缝时所附着的飞溅物清除干净,并去除水滴、油、锈等.为此,首先可用适当的加热方法清除表面水滴、油脂.待充分冷却后,用钢丝刷或砂纸打磨坡口除锈,最后用丙酮洗净.<2>选取焊条和焊接工艺参数焊接试验焊缝,试验所用焊条原则上采用与试验钢材相匹配的焊条.焊前对焊条要严格进行烘干.焊接用φ4mm直径的焊条,焊接电流为160一180A,电弧电压为22一26V,焊接速度为15Omm/min.<3>焊道的选择不论板厚多少,一律只焊一道焊缝,相当于实际生产中的单道焊或多层焊中的打底焊缝.<4>焊接操作1〕手工焊接当采用手工焊时,试验焊缝按图8-14所示方法焊接.即在坡口外引弧,收弧也须离开坡口.2>自动焊接当采用焊条自动送进装置焊接时,按图8-15所示进行.引弧和收弧均在试验坡口内进行.<5>焊缝的解剖焊完的试件经48h以后,才能开始进行裂纹的检测和解剖.解剖时不得采用气割方法切取试样,要用机械切割,要避免因切割振动而引起裂纹的扩展.4、评定方法<1>焊缝表面裂纹的检查和计算采用肉眼或其他适当的方法来检查焊接接头的表面或断面是否有裂纹,并分别计算出表面裂纹率、根部裂纹率和断面裂纹率.裂纹的长度和高度按图8-16所示进行检测,裂纹长度为曲线形状如图8-16a按直线长度检测,裂纹重叠时不必分别计算.<2>焊缝根部裂纹的检查和计算将试件采用适当的方法着色后拉断或弯断.然后按图8-16b检测根部裂纹.<3>焊缝横断面裂缝的检查和计算对试件的五个横断面进行断面裂纹检查.五个横断面的位置是按试验焊缝宽度开始均匀处与焊缝弧坑中心之间的距离四等分而确定的.按图8-16c的要求测出裂纹的高度,用下式对这五个横断面分别计算出其裂纹率,然后求出其平均值来.Cs=Hc/H X100%式中: Cs---断面裂纹率,%；H ---试样焊缝的最小厚度,mm；Hc---断面裂纹的高度,mm.此试验方法由于两端固定对焊缝有拘束作用,其拘束作用往往比实际结构 <如船体、球形容器、桥梁等>的长焊缝还要大,所以一般认为只要裂纹总长小于试验焊缝长度的20%,在实际生产中就不致发生裂纹.。
不同异种钢管道焊接接头残余应力的数值模拟
图 5 0Cr18Ni9 钢材料性能 Fig1 5 Material propertie s of 0Cr18Ni9 steel
图 6 焊缝 A302 材料性能 Fig1 6 Material propertie s of A302
图 3 20 钢材料性能 Fig1 3 Material propertie s of 20 steel
72
焊 接 学 报
第 30 卷
图 10 接头 1Cr5Mo + A302 + 20 残余应力结果比较 Fig1 10 Re sidual stre ss comparison of 1Cr5Mo + A302 + 20
joint
一定的偏差 ,但是考虑到有限元离散化误差 、材料数 据偏差 、以及焊接工艺的稳定性等原因 ,这种偏差是 可以接受的 ,从而证明了模拟结果正确性.
收稿日期 : 2008 - 03 - 14 基金项目 : 江苏省六大人才基金资助项目 (06 D 035) ;江苏省高
技术重点实验室基金资助项目 (BM2007201)
与 1Cr5Mo 和 0Cr18Ni9 钢之间的焊接) ,进行焊接残 余应力的数值分析 ,并通过试验对模拟结果进行了 验证. 从残余应力的角度 ,对比分析了奥氏体 A302 焊条和镍基 Incone182 焊条.
材料的热力学性能均与温度相关 ,并且假定材 料在高温状态下物理性能 (熔点以上) 保持不变[8] . 由于熔池处的焊接温度很高 ,而一般钢材温度超过
600 ℃后的材料高温性能数据欠缺 ,在熔点与 600 ℃间用插值法获取. 2. 3 单元生死技术
在焊接过程中 ,焊材不断地填充形成焊缝 ,这一 过程可以利用生死单元技术生动地体现出来. 文献 [ 9 ]表明应用生死单元方法加载 ,能够有效地模拟焊 缝的形成过程和焊接热载荷的输入 ,而且这种方法 较构造焊接热流密度函数简单 ,更适用于复杂结构 的焊接过程模拟 ,且计算效率和精度均较高. 开始
钢筋连接件性能习题集
、钢筋(连接件)性能习题集————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第二分册建筑材料第一篇见证取样类检测2.钢筋（连接件）性能模拟试卷(B)一、填空题1.金属材料拉伸试验一般在室温℃范围内进行。
2.屈服点是指金属材料在试验期间达到。
3.屈服强度分为上屈服强度和下屈服强度。
上屈服强度为，下屈服强度为。
4.钢筋拉伸试验强度≤200MPa时，应修约至 MPa。
5.钢材试样原始截面可以为圆形、方形、矩形或特殊情况时为其他形状，矩形截面试样推荐其宽厚比不超过。
6.金属管材试样用纵向弧形试样时一般适用于管壁厚度大于 mm的管材。
7.钢筋焊接接头试件用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳，加载速率宜为。
8.热影响区宽度主要决定于焊接方法，钢筋电阻电焊焊点为；钢筋闪光对焊接头为；钢筋电弧焊接头为；钢筋电渣压力焊接头为；钢筋气压焊接头为；预埋件钢筋埋弧压力焊接头为。
9.钢筋焊接接头弯曲试件应将试样受压面进行的处理。
10.屈服强度的测定有三种方法：、、。
11.钢筋闪光对焊接头力学性能检验时，应从每批接头中随机切取个接头，其中个做拉伸试验，个做冷弯试验。
12.金属材料室温拉伸试验中测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间，应变速率应在之间。
13.钢筋机械接头的破坏形态有、、。
14.钢筋机械接头的性能等级根据以及高应力和大变形条件下的差异分为等级。
15.钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头。
16.冷轧带肋钢筋CRB550中550代表。
17.热轧光圆钢筋有两个牌号，分别为和。
18.冷轧扭钢筋试验时的加载速率不宜大于。
19.冷轧扭钢筋拉伸试验时，试样的夹持，应使冷轧扭钢筋在上下夹具中。
20.冷轧扭钢筋截取拉伸试样时，取样部位距钢筋末端不小于，试样的长度应取。
21.冷轧扭钢筋验收批应由同一型号、同一强度等级、同一规格尺寸、同一台轧机生产的钢筋组成且每批不应大于，不足按一批计。
Q355C钢板超低温焊接接头组织与性能研究
Q355CQ355C 钢板是中厚板钢材中的一种，其主要应用于桥梁、车辆、建筑等领域。
但在极端条件下，如低温环境下，其机械性能会受到影响。
因此，如何改善Q355C 钢板在低温下的性能，是一个需要解决的问题。
超低温焊接技术是一种有效的针对低温条件下钢材性能提升的方法。
超低温焊接技术是指焊接温度低于零下60℃的特殊焊接技术，它能够提高焊接接头的组织和性能。
本文将研究Q355C 钢板超低温焊接接头组织与性能，以期为Q355C 钢板在低温下的应用提供一定的参考价值。
一、Q355C 钢板超低温焊接接头组织研究1.超低温焊接接头组织特点焊接接头的微结构直接决定了其力学性能。
因此，在研究Q355C 钢板超低温焊接接头的力学性能前，需要了解其微结构特征。
超低温焊接接头组织特点主要表现在两个方面：( 1)焊接接头出现大量的残留奥氏体。
因为焊接过程中，焊缝中心温度降低，过冷奥氏体比温度高奥氏体更容易形成。
由于过冷奥氏体的形成和转变是一种放热过程，因此焊接接头中会形成大量的残余过冷奥氏体。
( 2)焊接接头中的晶界结构发生了变化。
焊接接头中的晶粒受到高热输入和快速冷却的影响，会出现各种晶界类型的结构。
同时，还会出现晶粒紧密度不一致、晶粒结构分化等现象。
2.超低温焊接接头组织调控超低温焊接接头的微结构可以通过合理的调控得到一定程度的改善。
目前主要的调控方法有三种：( 1)热处理法。
通过对焊接接头进行热处理，可以减少残留奥氏体的含量，并促进过冷奥氏体转变为马氏体。
同时，还可以调控晶界结构，减少缺陷的形成。
( 2)化学成分调整法。
通过调整焊接接头的化学成分，可以影响其奥氏体的含量和转变过程。
比如，在焊接过程中加入适量的氮元素，可以促进过冷奥氏体转变为马氏体，并增加焊接接头的强度和塑性。
( 3)焊接工艺优化法。
通过优化焊接工艺参数，可以减少焊接接头的热输入，降低焊接接头中的过冷奥氏体含量，从而减少残留奥氏体的形成。
以上三种方法可以结合使用，得到更好的超低温焊接接头组织。
Q345钢性能分析综合报告1
Q345钢性能分析综合报告摘要本次实验采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。
用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为⨯⨯。
将切取的试样在砂轮机上粗磨，并将四周倒成圆角。
再399.527mm mm mm将试样在1至6号砂纸上进行细磨。
经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。
然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。
最后将制备好的试样放在金相显微镜上观察并拍摄焊接接头不同部位的照片，并用维氏硬度计测量焊接接头不同部位的硬度。
在拍摄焊接接头不同部位显微组织的照片之前，先拍摄接头宏观组织，直观观察和分析接头宏观缺陷、焊缝成形以及焊缝金属结晶方向。
根据拍摄到的焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的显微组织的照片分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区金属的组织变化和焊接接头的微观缺陷等。
在维氏硬度计上测定焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的硬度。
根据硬度值在不同区域内的变化可大概知道不同区域的组织与硬度的关系。
根据硬度与不同组织的对应关系，分析得到热影响区的晶粒长大，引起该区的强度、硬度增大，该区的塑性、韧性降低。
母材与焊缝硬度接近，基本满足等强匹配的原则。
其中，热影响区硬度最高，是接头的薄弱环节。
关键词：显微组织分析，维氏硬度，金相试样制备，埋弧焊1、实验过程简述实验过程中，采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。
待钢板冷却，用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为399.527⨯⨯。
随后，用切取的试样制备金相样品。
切取的mm mm mm试样表面凹凸不平极为粗糙，需要在砂轮机上进行粗磨，将试样四周倒成圆角，以免在细磨或抛光时撕裂砂纸或抛光布。
再将试样在1至6号砂纸上进行细磨。
经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。
然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。
2、钢筋(连接件)性能习题集.
第二分册建筑材料第一篇见证取样类检测2.钢筋（连接件）性能模拟试卷(B)一、填空题1.金属材料拉伸试验一般在室温℃范围内进行。
2.屈服点是指金属材料在试验期间达到。
3.屈服强度分为上屈服强度和下屈服强度。
上屈服强度为，下屈服强度为。
4.钢筋拉伸试验强度≤200MPa时，应修约至 MPa。
5.钢材试样原始截面可以为圆形、方形、矩形或特殊情况时为其他形状，矩形截面试样推荐其宽厚比不超过。
6.金属管材试样用纵向弧形试样时一般适用于管壁厚度大于 mm的管材。
7.钢筋焊接接头试件用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳，加载速率宜为。
8.热影响区宽度主要决定于焊接方法，钢筋电阻电焊焊点为；钢筋闪光对焊接头为；钢筋电弧焊接头为；钢筋电渣压力焊接头为；钢筋气压焊接头为；预埋件钢筋埋弧压力焊接头为。
9.钢筋焊接接头弯曲试件应将试样受压面进行的处理。
10.屈服强度的测定有三种方法：、、。
11.钢筋闪光对焊接头力学性能检验时，应从每批接头中随机切取个接头，其中个做拉伸试验，个做冷弯试验。
12.金属材料室温拉伸试验中测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间，应变速率应在之间。
13.钢筋机械接头的破坏形态有、、。
14.钢筋机械接头的性能等级根据以及高应力和大变形条件下的差异分为等级。
15.钢筋连接工程开始前及施工过程中，应对每批进场钢筋进行接头。
16.冷轧带肋钢筋CRB550中550代表。
17.热轧光圆钢筋有两个牌号，分别为和。
18.冷轧扭钢筋试验时的加载速率不宜大于。
19.冷轧扭钢筋拉伸试验时，试样的夹持，应使冷轧扭钢筋在上下夹具中。
20.冷轧扭钢筋截取拉伸试样时，取样部位距钢筋末端不小于，试样的长度应取。
21.冷轧扭钢筋验收批应由同一型号、同一强度等级、同一规格尺寸、同一台轧机生产的钢筋组成且每批不应大于，不足按一批计。
22.冷轧扭钢筋截面近似矩形截面为，近似正方形截面为，近似圆形截面为。
23.CTB550φT10-Ⅱ表示。
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析报告
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析1.1 焊接变形与焊接应力焊接时，加热和冷却循环总会导致一定程度的变形，焊接变形对尺寸稳定性以与结构力学性能都有很大的影响，控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。
在钢结构焊接中，焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化，从而在构件中产生复杂的剩余应力分布。
剩余应力是一种自相平衡的力系，当构件承受荷载时，如受拉、受压等，荷载引起的应力将与截面剩余应力相叠加，从而使构件某些部位提前达到屈服强度，并发生塑性变形，故会严重降低构件的刚度和稳定性以与结构疲劳强度。
对构件进展焊接，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，焊接中心处温度可达1600℃，高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长，但受到相邻钢材的约束，从而在焊件内引起较高的温度应力，并在焊接过程中，随时间和温度而不断变化，称其为焊接应力。
焊接应力较高的部位，甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接剩余应力。
并且在冷却过程中，钢材由于不能自由收缩，而受到拉伸，于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。
1.2 Ansys有限元焊接分析为通过对焊接过程的三维有限元模拟分析以与焊接后构件变形与剩余应力分布分析，为评估焊接对焊件的影响提供更加合理、有效、可靠的分析数据，并为焊接工艺提供一定的指导，为采用的焊接过程提供一定的分析依据，采用大型有限元计算软件Ansys作为分析工具对焊接过程与焊件的变形与剩余应力进展了分析。
ANSYS有2种方式来考虑热分析与力学分析之间的耦合,即直接耦合和间接耦合。
间接耦合法的处理思路为先进展温度场的模拟,然后将求出的结点温度作为体载荷施加在结构中,计算焊接剩余应力与变形。
即：(1)使用热分析的手段进展热分析，根据需要可采用瞬态分析与稳态分析模型，此处为瞬态分析。
(2)重新进入前处理中,将热分析单元转换为相应的结构分析单元，设置结构分析中材料属性,如弹性模量、泊松比、热膨胀系数等。
基于热点S-N曲线的Q235B焊接接头疲劳评定的数值模拟
24．试验与研究．焊接技术第42卷第9期2013年9月文章编号：1002-025X(2013)09—0024—05基于热点S—N曲线的Q235B焊接接头疲劳评定的数值模拟范文学Ⅵ，陈芙蓉1(1．内蒙古工业大学材料科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010051；2．内蒙古工业大学矿业学院，内蒙古呼和浩特010051)摘要：在有限元技术的支撑下，通过热点应力法和回归计算获取焊接接头热点S-N曲线相关参数，在有限元疲劳软件M SC．FA T I G U E 中实现中值热点S-N曲线的生成扣修正，并比较试验疲劳寿命和模拟疲劳寿命。
模拟结果表明：通过热点应力法碍到的不同热点S—N 曲线经过修正后，获取的Q235B钢焊接接头的疲劳强度与国际焊接学会推荐值基本符合．采用I I W推荐的一条热点S-N曲线可以实现Q235B钢对接接头和非承载十字接头的寿命估测，且结果与试验符合较好，与理论一致。
关键词：焊接接头；疲劳应力：有限元分析中图分类号：T G405文献标志码：B工业结构钢Q235B广泛用于航空、航天、交通运输和建筑等行业，是工程中常用的焊接结构用钢．由于这些结构往往承受交变载荷且破坏形式主要是疲劳断裂．所以研究其焊接结构的疲劳性能具有重要意义。
随着计算机技术和软件技术的大力发展，在名义应力疲劳评定法成熟应用的基础上，结合有限元法和热点应力法评定焊接结构的疲劳强度已受到国内外学者的青睐。
国际焊接学会的多位学者详收稿日期：2013-03—3l基金项目：内蒙古自治区‘春晖计划’资助项目(Z2006-1-01003)(2)采用7块铝合金型材焊接高速动车车体地板结构．焊后该结构横截面上最大挠曲数值为13．13 m m；焊接变形的模拟结果与大量实测数据进行对比分析的结论证实：计算结果与测试数据高度吻合。
(3)模拟结果的变形规律符合结构焊后的变形规律，测试数据与模拟数据的高度一致性证实了计算方法可靠，以及模拟计算中各工艺参数、材料参数、热源模型等的选择已接近最优化，利用本方法可以实现同类复杂结构的焊接变形高精度预测。
焊接接头的力学性能测试与分析
焊接接头的力学性能测试与分析焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业制造和建筑领域。
焊接接头的力学性能测试与分析是确保焊接接头质量和可靠性的关键步骤。
本文将探讨焊接接头的力学性能测试方法和分析过程，以及其在工程实践中的应用。
一、焊接接头的力学性能测试方法1. 抗拉强度测试：抗拉强度是评估焊接接头质量的重要指标之一。
该测试方法通过在试样上施加拉力来测量焊接接头的最大承载能力。
测试结果可以用于判断焊接接头的强度和耐久性。
2. 冲击韧性测试：焊接接头在受到冲击或振动时可能发生断裂，因此冲击韧性是评估焊接接头可靠性的重要指标之一。
冲击韧性测试可以通过在试样上施加冲击载荷来模拟实际工况下的应力情况，从而评估焊接接头的抗冲击能力。
3. 弯曲强度测试：焊接接头在受到弯曲载荷时可能发生变形或破裂，因此弯曲强度是评估焊接接头可靠性的重要指标之一。
弯曲强度测试可以通过在试样上施加弯曲载荷来模拟实际工况下的应力情况，从而评估焊接接头的抗弯能力。
二、焊接接头力学性能分析过程1. 数据采集：在进行焊接接头的力学性能测试前，需要先采集相关的数据，如焊接接头的材料特性、焊接参数、焊接接头的尺寸和形状等。
这些数据将用于后续的力学性能分析。
2. 试样制备：根据测试要求，制备符合标准的焊接接头试样。
试样的制备过程需要严格控制焊接参数和焊接工艺，以确保试样的质量和一致性。
3. 力学性能测试：使用适当的测试设备和方法对焊接接头进行力学性能测试，如抗拉强度测试、冲击韧性测试和弯曲强度测试。
在测试过程中，需要注意保持试样的稳定和一致性，以获得准确可靠的测试结果。
4. 数据分析：根据测试结果，进行数据分析和处理。
可以使用统计学方法和力学模型来分析和解释测试结果，评估焊接接头的力学性能，并提出改进措施。
三、焊接接头力学性能测试与分析在工程实践中的应用焊接接头的力学性能测试与分析在工程实践中具有重要的应用价值。
它可以用于评估焊接接头的质量和可靠性，指导焊接工艺的优化和改进，提高焊接接头的性能和耐久性。
Q370R球罐焊接接头力学性能试验研究
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—１ １ —１ ９ ６ ６ ２ ０ １ ５年 第 ５期
所 示
生产应用 俘 搞
表６ Ｑ ３ ７ ０ Ｒ焊 接接 头 拉 伸 及 弯 曲性 能
一
０
避
相 量
表 ７ （一 ２ ０℃ ） Ｑ ３ ７ ０ Ｒ焊 接 接 头 冲 击试 验 结 果
Ｊ
热输入 Ｅ ／ （ ｋ Ｊ ・ Ｃ ｍ－ １ ）
图１ 焊接 热输 入对 Ｑ ３ ７ ０ Ｒ焊缝金属 冲击 吸收 能量 的影 响
表 ８ 焊 缝 金 属 落 锤 试 验 结 果 一Fra bibliotek 咖１
娶
柑 量
从 表 ６可 以 看 出 ， Ｑ ３ ７ ０ Ｒ焊 接 接 头 拉 伸 性 能 和弯 曲性 能 符合技 术要 求 ； 从 表 ７可 以 看 出 ， Ｑ ３ ７ ０ Ｒ焊接 接
Ｑ ３ ７ ０ Ｒ试 板 的焊 接 ， 保 护气 体为 ８ ０ ％Ａ ｒ＋２ ０ ％Ｃ Ｏ ２ 。 试 板 焊前 预热 １ ０ ０℃ ， 层 间温度 小 于 ２ ０ ０℃ 。
２ 试 验 结果及 讨 论
抗拉强度
Ｒ ｍ ／ ＭＰ ａ
屈服强度
Ｒ ｅ Ｌ ／ ＭＰ ａ
断后伸长率
Ａ（ ％） Ｋ Ｖ
俘 掳 生产应用
Ｑ ３ ７ ０ Ｒ 球 罐 焊 接 接 头 力 学 性 能 试 验 研 究
中石化 南京工程 有 限公 司 （ ２ １ ０ ０ ４ ６ ）
摘要
冷
辉
采用研制 的 Ｇ Ｃ Ｒ一 ８ １ Ｎ ｉ ｌ ＭＰ金属 粉芯药芯焊丝和开发 的 自动化焊接系统 ， 成功实现 了 Ｑ ３ ７ ０ Ｒ球罐 的 自
实现了 Ｑ ３ ７ ０ Ｒ球罐 的 自动 焊 ， 并 对 焊 接 接 头 进 行 了拉
建筑钢材力学性能试验作业指导书
建筑钢材力学性能试验作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于常用建筑钢材的物理力学力学性能试验和钢筋焊接接头机械性能试验。
2.执行标准《金属拉伸试验方法》GB228—1987《金属弯曲试验方法》GB232—1999《钢筋焊接接头试验方法标准》JGJ/T27—2001《钢筋焊接及验收规范》JGJ18—963.拉伸试验3.1常用符号及定义1）平行长度Lc: 试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间的平行长度；2）试样标距: 拉件试验过程中以测量试样伸长度；3）原始标距LO: 实验前的标距；4）断后标距L1: 试样拉断后, 断裂部分断裂处对接在一起。
使其轴线位于同一直线上时的标距；5）规定非比例伸长应力δp: 试样标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的应力, 表示此应力的符号应附以叫注说明, 例如σp0.2.σp0.01等分别表示规定非比例伸长率为0.2%和0.01%时的应力；6）规定的残余伸长应力δr: 试样卸除拉伸力后, 其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
表示次应力的符号应附以角注说明, 例如σr0.2表示规定残余伸长里女为0.2%时的应力；7）屈服点σs：呈现屈服现象的金属才力哦啊, 试样在实验过程中力增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力。
如力发生下降, 应区分上、下屈服点；8）F屈服点—σsL: 当不计初始瞬间时效应时屈服阶段中的最小应力；9）抗拉强度σb: 试样拉断过程中最大力所对应的应力；10）断后伸长率δ：试样拉断后, 标距的伸长与原始标距的百分比；11）So: 试样原始横截面积；12）Fsl: 下屈服点力；13）Fb: 最大力。
3.2试样横截面积1）试样原始横截面积的测定。
①矩形试样横截面尺寸（宽度和厚度）应在标距和两端及中间处测量, 选用三处测量横截面积中最小值。
②测量试样原始横截面尺寸的量具应满足表3.2-1要求。
表3.2-1③试样原始横截面积的计算值修约到三为有效数字, 修约方法按GB8170-1987执行。
钢材焊缝承受多大的力能力计算
钢材焊缝承受多大的力能力计算钢材焊缝承受多大的力能力计算随着工业化的发展，钢材焊接技术在各种工程领域中得到了广泛的应用。
作为一个重要的连接方式，焊接不仅能够有效地提高工件的强度，还能够为结构设计提供更多的可能性。
然而，钢材焊缝在承受力学作用时会面临多大的力能力计算，这一问题一直备受工程师和研究者们的关注。
在进行钢材焊缝承受力的计算时，需要考虑多个因素，包括焊接接头的形式、焊接材料的性能、工作环境的条件等等。
在实际工程中，设计者需要综合考虑这些因素，通过力学分析和实验测试来确定焊接接头的承载能力。
下面将逐步分析钢材焊缝承受力的计算方法。
1. 确定焊接接头类型需要明确焊接接头的类型，包括角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝等。
不同类型的焊接接头在承受力学作用时具有不同的计算方法。
对接焊缝通常采用抗剪强度来进行计算，而角焊缝和搭接焊缝则需要考虑拉伸强度和剪切强度。
2. 计算焊接接头的截面面积确定了焊接接头的类型后，需要计算其截面面积。
焊接接头的截面面积是承载能力计算的重要基础，通常可以根据焊接接头的几何形状和焊缝尺寸来进行计算。
在进行截面面积计算时，需要考虑焊缝的有效厚度、有效截面积等因素。
3. 考虑焊接材料的力学性能除了焊缝的几何形状外，焊接材料本身的力学性能也是承载能力计算的关键因素。
通常需要考虑焊接材料的抗拉强度、抗剪强度、屈服强度等参数。
这些参数可以通过实验测试或者文献资料来获取，用于后续的力学分析。
4. 进行力学分析在确定了焊接接头类型、截面面积和焊接材料的力学性能后，可以进行力学分析。
力学分析的目的是确定焊接接头在各种载荷作用下的承载能力，包括拉伸载荷、剪切载荷等。
根据材料的强度和应力分布，可以计算出焊接接头的极限承载能力。
5. 实验验证需要通过实验验证来验证计算结果的准确性。
通过对焊接接头进行拉伸试验、剪切试验等，可以获取实际的承载能力，并与理论计算结果进行比较。
通过实验验证，可以进一步完善承载能力的计算方法，为工程实践提供可靠的依据。
金属材料焊接接头机械性能试验记录
金属材料焊接接头机械性能试验记录试验名称：金属材料焊接接头的机械性能试验试验目的：评估焊接接头的机械性能，包括强度、韧性和硬度等指标。
试验设备：拉力试验机、冲击试验机、硬度计等。
试验对象：金属材料焊接接头。
试验方法：1.强度试验a.将焊接接头样品固定在拉力试验机上。
b. 设置拉力试验机的拉力速度为每分钟20mm。
c.开始测试，记录下每个时间点的载荷和位移。
d.在试验过程中，观察接头的裂纹发展情况。
e.当试验样品断裂时，记录下最大承载力。
2.韧性试验a.将焊接接头样品固定在冲击试验机上。
b.将冲击试验机的冲击锤规定的高度自由落下，冲击接头。
c.观察接头的断裂形态和裂纹扩展情况。
d.根据试验结果，评估接头的韧性性能。
3.硬度试验a.使用硬度计对焊接接头进行硬度测试。
b.对焊接接头进行多次测量，保证结果的准确性。
c.选取合适的硬度测试方法，如布氏硬度或洛氏硬度等。
d.根据试验结果，评估接头的硬度性能。
试验结果：1.强度试验结果根据强度试验数据，计算焊接接头的抗拉强度和屈服强度。
抗拉强度：XXXMPa屈服强度：XXXMPa2.韧性试验结果根据韧性试验数据，评估焊接接头的韧性性能。
韧性评估：良好/合格/不合格3.硬度试验结果根据硬度试验数据，评估焊接接头的硬度性能。
硬度评估：合格/不合格试验结论：根据以上试验结果，我们对焊接接头的机械性能进行评估如下：1.抗拉强度和屈服强度均达到设计要求，焊接接头的强度满足使用要求。
2.韧性试验结果表明焊接接头的韧性良好，具有较好的抗冲击能力。
3.硬度试验结果符合标准要求，焊接接头的硬度符合设计需求。
综上所述，焊接接头具有良好的机械性能，达到了预期的要求。
但仍需注意焊接接头的裂纹扩展问题，以确保接头的长期使用安全性。
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析刘婷【摘要】分析对比了建筑用钢2Cr13马氏体钢和1Cr18Ni9奥氏体钢在不同焊接方法下的焊接接头组织，得到了不同焊接接头显微硬度的拉伸强度。
比较结果表明异体钢焊接接头的组织和力学性能比同种材料有所降低，采用适当的焊接方法可以提高焊接接头的组织和力学性能，这一研究有助于实际生产中选择适当的焊接材料和焊接方法。
%This paper analyzes and compares the construction steel Martensitic steel 2Cr13 and Austenitic steel 1Cr18Ni9 .The different tensile strengths of micro‐hardness in welded joints by different welding methods have been obtained .The results show that the organization and mechanical properties of different steel welded joints are lower than that of the same material ,and the organization and mechanical properties of welded joints can be improved by adopting the appropriate welding method .This study will help to choose the appropriate welding materials and welding methods in the process of production .【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P45-48)【关键词】焊接接头;组织分析;力学性能分析【作者】刘婷【作者单位】中铁十八局勘察设计院，天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG1710 引言焊接技术自20世纪初发展至今，已经成为现代生产中一门不可或缺的重要的制造技术［1］。
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有不 同结 构 的接 头力 学性 能 预测 模 型 。此外 ， 分析 了各参 数 对力 学性 能 的影 响 ， 利用 降 维 的方 法降 低 了 还 并
模 型的误 差 。
关 键 词 ： 人 工 神 经 网络 中 图分 类 号 ： Ｔ ０ Ｇ４ ７
力学性能
焊接接 头
性 能 预 测
建 立 一个 通 用 的 钢 材力学 性 能 数 值 模 拟 的 平 台 ， 用 利
Ｏ 前 言
人 工 神经 元 网 络 技 术 ， 立 起 常 用 钢 材 的 焊 接 接 头 力 建
学 性 能预 测模 型 。包 括 ： 焊条 电弧 焊 、 弧 焊 、 Ｉ 埋 Ｔ Ｇ焊 三
焊接工 艺评 定 工作 ， 焊 接 工 艺 拟 定 、 接 工 艺试 从 焊
验 到焊 接接 头 力 学 性 能 的 测 试 ， 及 工 厂 中的 几 个 部 涉
门， 同时要 投人 大 量 的 人 力 、 力 和 财 力 ， 成 这 些 工 物 完
（ ） 电弧 电压 的数 据 分 布 ｂ
窆
圈
圈
图 ２ 神 经 元 网 络模 型
圈
矮
２ ２ 神经 网络 的误差 ． 经典 Ｂ Ｐ算法 神经元 网络采用公 式 （ ） 为误差 函 ３作
数， 随着 学习次数 的增加 ， ｊ ｊ Ｉ —Ｙ Ｉ越来 越小 ， 函数 ｔ 使
２１ ０ １年 第 １期 ５７
收 稿 日期 ： ０ ０一ｏ ２１ ６一ｌ ９
懈 搭 试验研究
在数据 缺乏 区域 ， 误差 较大 。不 过 ， 由于实 际使 用 的材
人 。为了预测输 出， 啪 即接头 力学 在 输人 单元 啪咖哪 啪咖咖啪啪咖螂咖 性 能 ， 啪咖咖 和输 出单元之 间使用 了隐藏单 元来 表示更 复杂的联 系。 联 系输 入 和第 ｉ 隐藏单元 的转换 函数为 ： 个
焊接 电流 Ｉ Ａ ／ （ ）焊 接 电 流 的数 据 分 布 ａ
之间的偏差 ， 代表隐 含层 与输 出层 之 间 的偏差 。等式
的系数 和偏 差 由最小误差 函数 决定 。因为双 曲正 切 函数是 非线性 函数 ， 以该模 型能预测 非线性联 系 。 所
皇
留
越 麓 黛
电弧 电 压 ／ ｖ
髓 潮
（） １
（） ２
隐藏单 元 和输 出单元 之问 的关 系为线性 关系 ：
上述两个 公式 中各参量 的意义 如下 ： 代 表第 ＿ ｘ ｊ 『 个
输人参 数 ， ｈ 代表第 ｉ 隐含单元 ， 个 Ｙ代表 输 出值 ，７ ｔ 代 ｔ 表输入参数 ｘ 与 隐含单 元 ｈ 之 间的权 值 ， 代 表 隐含 ｊ ｉ 单元 ｈ 与输 出值 Ｙ之 间的权值 ， 代表输人 层与 隐含 层
钢 材 焊 接 接 头 力 学 性 能 模 拟
南京航 空航 天 大学 （ １０ ６ ２０１）
摘要
汪
超
魏 艳红
随 着 计 算 机 辅 助 技 术 的 发 展 ， 来 越 多 的 计 算 机 技 术 被 应 用 到 焊 接 领 域 。 本 文 对 神 经 元 网 络 在 焊 越
接接 头力 学性 能 预测 上 的应 用做 了探索 。在 收 集 和整理 已有试 验数 据 的 基础 上 ， 立 了气 体 保 护焊 、 条 电 建 焊
图 １所 示 。
统 等技 术 ， 试 着 进 行 焊 接 工 艺 评 定 。希 望 可 以代 替 尝
常规 的工艺 评 定 试 验 。特 别 是 近 年 来 ， 得 迅 速 发 展 获
的神经 网络 （ Ｎ 技 术 ， 以处 理 任 意 复 杂 的多 元 非 Ａ Ｎ） 可 线 性关 系 ， 比 较 准 确 地 进 行 焊 接 工 艺 计 算 机 辅 助 评 使
进 行努 力 ， 利用 多元 回归 、 模糊 数 学 及 人 工 智 能专 家 系
须 有 很 大 的覆 盖 范 围 ， 这样 训 练得 到 的模 型 才 可 以使 用 。文 中数据 主要 来 源 于 有关 的文献 资 料 以及企 业 中 的一些 系列 试 验数 据 。输 人 参数 包 括 焊 接 接 头 的母 材 化 学成 分 、 接 参 数 、 间温 度 和 焊 后 热 处 理 参 数 ， 焊 层 输 出参数 包 括 两 个 重 要 的力 学 性 能 ： 拉 强 度 、 服 强 抗 屈 度 。在 该模 型 中使 用 的 数 据 如 表 １所 示 ， 据 分 布 如 数
料成分及 焊 接工 艺 参 数基 本 上 固定 在 数 据 密 集 区域 ， 所 以在 实际使用 中不会 出 现误 差太 大 的情况 。 当数据
库更加完 善之后 ， 预测 的精 度将会 得到很 大 的提 高 。
ｈ ：ａ （ ￣ ＋ ｔｈ ∑ｗｘ ） ｎ ｊ ｊ
Ｙ＝∑ｗｈ＋ ｌ ｉ
种 焊接 方 法 的抗拉 强 度 和屈服 强 度模 型 。 卜
１ 数据 的收 集 神 经 网络 的训 练需 要 大 量 的试 验 数 据 ， 数 据 必 且
作 ， 仅耗 资 巨 大 ， 且 周 期 长 ， 常 出 现 延 误 生 产 的 不 而 经 现 象 。为 了解决 这些 问题 ， 多年 来 ， 们 一 直 在 不懈 地 人
定 成 为可能 。 为了节 省对 钢 材 力 学 性 能 模 拟 的 工 作 量 ， 中将 文
表 １ 样 本 数 据 的 分 布 区 间表
图 １ 为 部 分 数 据 与抗 拉 强 度 的 关 系 图 。所 有 这 仅
些数 据 由神 经 网络 系统 选 出一 半 用 来 进 行 模 型 训 练 ， 另一 半 用 类 似 测 试 训 练 出来 的模 型 。 由 图可 知 ， 据 数 分 布不 规则 。这将 导 致 在 数 据 密 集 区 预 测 精 度 高 ， 而