多重热循环和约束条件对P92钢焊接残余应力的影响

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厚板焊接接头残余应力分布

厚板焊接接头残余应力分布

厚板焊接接头残余应力分布一、前言焊接是制造业中常用的一种连接技术,但是焊接过程中会产生残余应力,如果不及时处理,会对焊接结构的安全性和稳定性产生影响。

本文将介绍厚板焊接接头残余应力分布的相关知识。

二、残余应力的定义和产生原因1. 残余应力的定义残余应力是指在物体内部存在的没有外部载荷作用下仍然存在的应力。

它是由于物体内部存在着不均匀的热变形以及冷却过程中由于温度梯度引起的收缩变形等原因所引起。

2. 残余应力产生原因在焊接过程中,由于高温下金属材料热膨胀系数不同,且冷却速度快,使得各处受到不同大小、方向和位置的约束,从而导致了残余应力。

三、厚板焊接接头残余应力分布特点1. 焊道处残余应力最大在厚板焊接接头中,由于焊道处受到了最大热输入和冷却速度最快等多重因素影响,所以其残余应力最大。

2. 焊接热影响区内残余应力较大焊接热影响区是指焊接过程中受到高温热输入的区域,这个区域内的材料发生了相应的变形,因此其残余应力较大。

3. 焊缝两侧残余应力差异较大在厚板焊接接头中,由于各处受到不同大小、方向和位置的约束,导致了焊缝两侧残余应力差异较大。

四、厚板焊接接头残余应力分布计算方法1. 数值模拟法数值模拟法是通过计算机软件进行仿真分析,模拟出焊接过程中各处的温度场和变形场,并进而计算出残余应力分布情况。

这种方法可以在不同条件下进行多次仿真分析,并对比结果,找出最优方案。

2. 实验测量法实验测量法是通过实验手段对焊接结构进行测试,并通过测试数据计算出残余应力分布情况。

这种方法可以直观地观察到实际情况,并且可以验证数值模拟结果的准确性。

五、厚板焊接接头残余应力分布的影响因素1. 焊接参数焊接参数是指焊接过程中的电流、电压、焊接速度等参数。

这些参数的不同组合会对焊接过程中的温度场和变形场产生不同的影响,从而影响残余应力分布情况。

2. 材料性质材料性质包括材料的热膨胀系数、热导率、比热容等。

这些性质的不同会导致在焊接过程中材料发生不同的变形,从而影响残余应力分布情况。

超超临界火力发电机组T-P92钢焊接质量控制

超超临界火力发电机组T-P92钢焊接质量控制

超超临界火力发电机组T/P92钢焊接质量控制[摘要]本文通过对t/p92钢的性能简介和详细的焊接性分析,提出了t/p92钢的焊接工艺(包括热处理)及焊接专项技术方案,并提出了t/p92钢现场焊接的质量控制要点,对今后t/p92钢的现场焊接具有工艺指导价值。

[关键词]t/p92钢焊接焊接工艺质量控制0 引言近年来660mw超超临界火力发电厂燃煤锅炉机组,机组的末级过热器出口集箱、主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道及高低旁的部分管道及相关的疏水管等材质多为美国产的t/p92钢材。

本文针对t/p92钢焊接性能特点,制定科学合理的焊接工艺和严格的质量控制措施。

1 t/p92钢的性能简介t/p92钢是以t/p91钢为基础进行改进,降低mo、添加w,并在合理的w、mo含量配比后添加一定的ni,开发出了具有更高蠕变断裂强度的9cr-0.5mo-2w系列的nf616钢,欧洲实践经验表明,t/p92材料则适用于锅炉外部的零部件,如管道和集箱,蒸汽温度可高达625℃。

使用这种钢材,可以明显减轻锅炉和管道部件的重量。

t/p92钢为铁素体系列中的马氏体耐热钢,高温蠕变强度是t/p92钢最重要的性能,2005年欧洲蠕变委员会公布的t/p92钢600℃、10万小时蠕变断裂强度为113mpa,610℃、10万小时蠕变断裂强度为100mpa。

t/p92钢化学成份范围见表1,母材热处理规范和常温机械性能要求见表2。

表1 sa-335t/p92钢化学成份范围表2 sa-335t/p92钢规定正火及回火温度及常温机械性能要求2 t/p92钢焊接性分析t/p92钢对接头焊接工艺性能明显有影响的主要是焊接冷裂纹。

此钢作为马氏体耐热钢,存在一定的焊接残余应力,焊接热循环条件下冷却速度控制不当易导致淬硬的马氏体组织的形成,焊接接头刚度过大或氢含量没得到严格控制,有可能产生冷裂纹。

t/p92钢焊缝韧性低,焊接过程中,焊缝金属由高温熔融状态冷却形成固态铸造组织,熔池从高温快速冷却凝固过程中,nb、v等微合金化元素仍大量固溶在金属中,未来得及析出,降低了焊缝韧性,而w的存在加剧了焊缝金属韧性的降低倾向。

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响发表时间:2019-05-13T16:16:49.880Z 来源:《防护工程》2019年第2期作者:王岩王建中黄新宇[导读] 焊接残余应力的存在,会直接影响到钢混结构的承载能力。

为了保证焊接结构的安全可靠,准确地推断焊接过程中的力学行为和残余应力是十分重要的。

中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔 161002摘要:焊接残余应力的存在,会直接影响到钢混结构的承载能力。

为了保证焊接结构的安全可靠,准确地推断焊接过程中的力学行为和残余应力是十分重要的。

对于焊接残余应力,以往多是采用切割、钻孔等试验测量方法,不但费时费力,而且受到许多条件的限制,结果数据误差也会很大。

本文结合焊接后热处理技术要点,对焊接残余应力的影响因素、危害以及消除策略等进行分析与探讨。

关键词:焊接;热处理;残余应力;影响;消除焊接残余应力会严重影响焊接结构的使用性能,可能引起结构的脆性断裂,拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力,压缩残余应力会减小稳定性极限,焊接残余应力是焊件产生变形和开裂等工艺缺陷的主要原因。

由于焊接残余应力的测定程序麻烦,计算残余应力又极为复杂,因此给残余应力的研究带来了许多困难,对焊接结构的残余应力研究就显得尤为重要。

1 影响焊接残余应力的主要因素焊接过程是一个先局部加热,然后再冷却的过程。

焊件在焊接时产生的变形称为热变形,焊件冷却后产生的变形称为焊接残余变形,这时焊件中的应力称为焊接残余应力。

焊接应力包括沿焊缝长度方向的纵向焊接应力,垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。

焊接残余应力产生的主要原因是由焊接过程中不均匀加热所引起的。

焊接应力按其发生源来区分,有如下3种情况:(1)直接应力是进行不均匀加热和冷却的结果,它取决于加热和冷却时的温度梯度,是形成焊接残余应力的主要原因。

(2)间接应力是由焊前加工状况所造成的压力。

构件若经历过轧制或拉拔时,都会使之具有此类残余应力。

焊接工艺对焊接残余应力的影响

焊接工艺对焊接残余应力的影响

焊接工艺对焊接残余应力的影响焊接是一种常用的金属连接方法,它的基本原理是在金属表面加热到熔点,并施加适当的压力,使金属发生熔化和冷却凝固的过程。

然而,在焊接过程中,由于金属的热膨胀和冷却收缩,会产生焊接残余应力。

这些应力不仅会影响焊接件的性能和寿命,还可能导致焊接接头的变形和裂纹。

因此,研究焊接工艺对焊接残余应力的影响是非常重要的。

一、焊接残余应力的形成机理焊接残余应力是指当焊接接头冷却后,由于冷却速度的不均匀和金属固态相变引起的体积收缩,使得焊接接头内部存在一定的残余应力。

焊接残余应力的形成机理主要包括以下几个方面:1. 热效应:焊接过程中的高温会引起焊接接头的局部加热和膨胀,而冷却过程中的快速降温又会引起金属的快速收缩,从而产生应力。

2. 宏观应变:焊接时,由于焊接接头的收缩受到约束,导致成分和结构发生变化,从而产生应力。

3. 相变热效应:焊接过程中,当焊缝区域的温度达到相变温度时,会产生相变热效应,导致局部区域的热膨胀或热收缩,进而产生应力。

二、焊接工艺参数的选择和控制对焊接残余应力的影响非常大。

以下是几个常见的焊接工艺对焊接残余应力的影响:1. 焊接电流和电压:焊接电流和电压对熔池的形成以及焊接接头的加热和冷却速度有直接影响。

较高的电流和电压会使熔池较大,并且使金属加热和冷却的速度快,从而产生较高的残余应力。

2. 焊接速度:焊接速度是指焊接过程中的焊接头的移动速度。

较高的焊接速度会导致焊缝短时间内的加热和冷却,从而产生较高的残余应力。

3. 焊接预热温度和保温时间:预热温度和保温时间可以改变焊接接头的温度分布和冷却速率。

适当的预热温度和保温时间可以减缓金属的冷却速度,缓解残余应力的产生。

4. 焊接序列和方向:焊接的序列和方向可以影响焊接残余应力的分布。

合理选择焊接的序列和方向可以使应力得到均匀分布,减少局部区域的应力集中。

5. 退火处理:退火是通过加热和保温来消除焊接件内部的残余应力。

合理的退火处理可以有效减小焊接残余应力。

焊后热处理对P91、P92 钢焊缝韧性的影响

焊后热处理对P91、P92 钢焊缝韧性的影响

功显著提高(表 4)。该项热处理工艺在 P91、P92
钢工程应用中具有重要意义,这是因为该工艺具
有以下特点:①可以有效控制焊缝韧接工艺要求
比较宽松,可以免受焊接热输入、层间和预热温
度等参数严格控制的约束,从而提高效率,大大
方便了现场施工;③与文献[6]提到的提高焊缝金
盖面焊缝是粗大的柱状晶,柱状晶内组织是板条马氏
焊后
体+δ铁素体,马氏体板条清晰,位向明显;以下各
M-1 未热
<10
<10
层组织由于受到焊接热循环的作用,部分区域粗大的
处理
柱状晶消失,形成等轴晶;部分区域柱状晶仍然存在;
板条马氏体受到不同温度的正火和回火处理。
从表 3 和图 3 可看出,P91 钢焊缝金属焊后 状态的韧性很差,它的微观组织特征与其冲击功 存在对应关系,粗大的柱状晶和清晰、具有明显 位向的板条马氏体组织是导致冲击功过低的主
探讨焊后热处理工艺对焊缝晶粒度形态和控制 机理。该项研究一旦获取热处理参数与晶粒度之 间的定量关系,必将突破现有极其严格的 焊接工艺,对推动 P91、P92 钢焊接工艺技术进 步,提高锅炉使用寿命,具有积极意义和参考价 值。
1 试验材料及方法
试验用焊接材料为 P91 钢专用焊丝 P91-3 和 P92 钢专用电焊条 MTS616,它们的熔敷金属化 学成分见表 1。试板材料为低合金钢,试板尺寸 与坡口形状如图 1 所示。在坡口表面分别用 P91-3MIG 焊丝及 MTS616 焊条堆焊 4mm 厚的过 渡层(图 2),然后分别用埋弧焊(P91-3 焊丝) 及焊条电弧焊(MTS616 焊条)方法焊接 M-1、 H-A、H-B、H-C、H-D 试样,试板焊接工艺参数 列于表 2。从 M-1(P91-3 熔敷金属)试板上制备 焊后状态标准 V 型缺口冲击试件,从 H-A、H-B、 H-C、H-D(MTS616 熔敷金属)试板上也制备标 准 V 型缺口冲击试件,在常温下进行 V 型缺口冲 击试验。采用 4%硝酸+酒精腐蚀剂和苦味酸+盐 酸+酒精腐蚀剂,分别对 M-1 和 H 系列试样进行 腐蚀,并用 MEF4A 型金相显微镜观察分析试样 显微组织。

浅谈焊接残余应力

浅谈焊接残余应力

浅谈焊接残余应力的影响及控制措施钢材焊接时在焊件上产生局部高温的不均匀温度场,焊接中心处可达到1600℃以上.高温部分钢材要求较大的膨胀伸长但受到邻近钢材的约束,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,称为焊接应力。

焊接应力较高的部位将达到钢材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,称为焊接残余应力.在焊接和冷却过程中由于焊件受热和冷却都不均匀,除产生内应力外,还会产生变形(如焊件弯曲或扭转等).焊接和冷却过程中焊件产生的变形称为焊接(热)变形,冷却后残存于焊件的变形称为焊接残余变形。

焊接残余应力和残存变形将影响构件的受力和使用,并且是形成各种焊接裂纹的因素之一,应在焊接、制造和设计时加以控制和重视。

一、焊接残余应力的影响结构构件通常是承受纵向应力为主,故构件纵向残余应力对受力有较大的影响。

横向和厚度方向残余应力引起构件的双轴或三轴复杂应力状态、以及焊接时焊缝和钢材热影响区对机械性能的不利影响,也会使钢变脆和对受力不利。

1。

对结构构件静力强度的影响没有严重应力集中的焊接结构,只要钢材具有一定的塑性变形能力(没有低温、动力荷载等使钢材变脆的不利因素),残余应力将不影响结构的静力强度。

2。

对结构构件变形和刚度的影响当焊接残余应力或残余应力和外荷载应力的合成应力达到钢材的屈服强度后,截面的一部分将进入塑性受力状态而丧失继续承受荷载的能力;此后继续受力的有效截面将只是弹性区部分。

3。

对结构构件稳定性的影响轴心受压、受弯和弯压等构件可能在荷载引起的压应力作用下丧失整体稳定(构件发生屈曲)。

这些构件中外荷载引起的压应力与截面残余压应力叠加时,会使该部分截面提前达到受压屈服强度并进入塑性受压状态。

这部分截面丧失了继续承受荷载的能力,降低了刚度,对保证构件稳定也不能再起作用,因而将降低构件的整体稳定性(在受弯和压弯构件中,有时也可能因拉应力先达到屈服强度导致构件降低刚度而失稳,这时残余拉应力也对稳定有影响).残余应力也将降低构件中受压板件的局部稳定性。

火电厂P92大口径厚壁管道焊接工艺重点及分析

火电厂P92大口径厚壁管道焊接工艺重点及分析
表 1 P P 9 2化 学 成 份
时, 至 少要 在 T I G焊 的前 2, 3层 焊 道 进行 内部 充氩
钢 材成 份I C M n I S i I S P C r l M 。 l N i l N h l V l w l B l N
导致冲击韧性恶化 , 而且 w 元素 在6 0 0 c C 下要高 3 O% 3 5%。在高温下 ( 6 0 0℃及 铁素体 的区域扩大 , 也 会 影 响到 焊 缝 的 冲击 韧 性值 。而 且 焊缝 区域 金 属 以上 ) 可以有效地减低结构的设计壁厚 , 降低结构 的 也没有经过和形变热处理 , N b 、 V等金属在凝 固冷却 过 程 中难 以呈 微 细 的 c、 N化 合物 析 出 ,因此 焊 缝 区 1 . 1 焊 接冷 裂 纹倾 向及 解决 办 法 焊后 热处 理过 程 中随着 P 9 2钢材料的 c含量较低 ,同时其 中的 s和 P 域 的韧 性远 低 于母 材 。另外 , 外 壁 温差 随 之增 大 的现象 ; 且 的含量也经过了严格的控制 , 其纯净度较高 , 结合其 壁 厚 的增 大会 造 成 内 、 9 2钢焊 后热 处理 温 度范 围 比较 窄 , 整个 焊 接接 头 的 晶粒细 、 韧性高的优点 , 焊接冷裂纹的倾 向较低。但 P 是其本身的柔性较低 , 焊接接头位置的刚度过大 , 焊 性 能都 处 于不 均 匀 状态 。 以上都 会 直 接影 响焊 接 接 整体重量 。
《 装备 制造 技术 》 2 O 1 3年第 1 0期
火 电厂 P 9 2大 口径厚壁 管道焊接 工艺重点及分析
许 文 涛
( 山东 电力 工 程咨 询 院有 限公 司 , 山东 济 南 2 5 0 1 0 0)
摘 要: 针对 P 9 2大口径厚壁 管道焊接施 工 中的接 头冷裂纹 、 接 头 内部 氧化 、 冲击韧性低 等 问题进行 了分析 , 并基 于分析 结果提 出了问题 解决方法 , 最后对 P 9 2大 口径厚 壁管道焊接工艺各阶段的 重点进行 了说 明 , 并通过 了焊接试验验证 。该

P92大口焊接缺陷数控制

P92大口焊接缺陷数控制

P92大口焊接缺陷数控制在工业生产中,大口焊接是一种常见的焊接工艺,通常被用于连接大型构件或厚壁焊接。

由于焊接工艺复杂,操作要求高,大口焊接存在着诸多缺陷,例如焊接接头未熔透、气孔、裂纹等问题,严重影响了焊接质量和可靠性。

对大口焊接缺陷的控制显得尤为重要。

P92钢是一种用于高温高压工作环境的特种钢材,其焊接质量和可靠性要求更为严格。

控制P92大口焊接缺陷尤为关键。

本文将围绕P92大口焊接缺陷数控制展开讨论,结合当前的研究成果和发展趋势,提出一些有效的方法与措施。

一、 P92大口焊接缺陷类型及影响P92大口焊接缺陷主要包括焊接接头未熔透、气孔、裂纹等。

焊接接头未熔透会导致焊接连接处强度降低,甚至出现脱焊现象;气孔会造成焊接连接处脆性断裂,影响结构的整体性能;而裂纹则会使焊接接头出现严重的结构性能问题,甚至导致工件报废。

这些大口焊接缺陷不仅会降低P92钢的焊接质量和可靠性,还可能对整个工程项目的安全性产生严重影响。

控制P92大口焊接缺陷,提高焊接质量,是当前P92大口焊接工艺研究亟需解决的问题。

1. 优化焊接工艺优化焊接工艺是控制P92大口焊接缺陷的首要步骤。

通过合理选取焊接材料、焊接设备和焊接参数,优化焊接热循环,控制焊接温度梯度,减小焊接残余应力,降低焊接变形,可有效减少焊接接头未熔透、气孔和裂纹等缺陷的产生。

2. 采用预热和后热处理工艺对P92大口焊接进行预热可以提高焊接接头的热输入量,减缓焊接过程中的温度梯度,有利于焊接接头的熔深和熔透。

而后热处理工艺则可以有效消除焊接接头中的残余应力和组织不均匀性,提高焊接接头的力学性能和耐蚀性能,减少裂纹和脱焊的产生。

3. 引入非破坏检测技术采用超声波检测、X射线检测、磁粉探伤等非破坏检测技术,可以及时发现大口焊接件中的隐蔽缺陷,对焊接接头进行全面无损检测,及时发现问题并采取措施,保证焊接接头质量。

4. 加强人员培训和质量管理完善P92大口焊接员工的技能培训,提高其对焊接工艺和焊接设备的操作技能和安全意识,遵守焊接安全规范,减少由于操作不规范而引起的焊接缺陷。

钢结构焊接残余应力的影响因素与控制

钢结构焊接残余应力的影响因素与控制

钢结构焊接残余应力的影响因素与控制摘要焊接残余应力对钢结构的刚度、稳定性、疲劳性能产生影响。

焊接残余应力的影响因素、控制。

关键词焊接残余应力;因素;控制钢结构焊接是局部被高温加热、熔化,加热区域受热膨胀,随后连续冷却收缩凝固的过程。

过程中焊件存在应力场、温度场和变形场及显微组织状态场的变化,且相互影响。

当产生的热应力、相变应力、超过材料屈服极限时,在焊缝及近焊缝区产生拉应力和母材的压应力在数值上达到自身平衡时的应力状态,称为焊接残余应力。

焊接残余应力沿焊缝横向、纵向及板材厚度方向分布,对钢结构的刚度、稳定性、疲劳性能产生影响。

1 焊接残余应力的影响因素1)焊接热源。

焊接时对焊件进行局部加热,热源中心温度达1600 ℃以上,焊件上每一点距焊缝的距离不同,其温度在瞬间都在变化,温度场随时改变。

且热输入的不均匀性更增加了焊件的温度梯度,影响焊接残余应力的大小。

焊件冷却时一般是在自然条件下进行的,从800 ℃冷却至500 ℃所需的时间t8/5决定热影响区域的金相组织,影响焊接残余应力、应变的大小。

2)焊接材料。

母材的熔化温度Tm高时引起高的焊接残余应力。

线膨胀系数a、弹性模量E、屈服强度σS随温度变化,影响焊接残余应力的大小。

不同的母材其变化的总体规律是:高温条件下线膨胀系数α随温度的增加而呈线性增加;屈服强度σS、弹性模量E根据母材的不同在不同的温度区间呈曲线或直线下降。

3)相变时比容变化。

钢材加热及冷却发生相变引起比容及性能的变化。

一般情况下钢材由奥氏体转变为铁素体、珠光体的温度在700 ℃以上,不影响残余应力。

但随着冷却速度的加快或合金及碳元素的增加,在低温下发生γ-α相变,体积膨胀,产生压缩焊接残余应力。

4)焊接参数。

正常焊接条件下,在保持焊接电流不变的情况下,提高焊接速度,焊接温度场变细长,温度梯度增加,焊接残余应力增大;在保持焊接速度不变的情况下,增大焊接电流,焊接温度场变长且宽,温度梯度增加,焊接残余应力增大。

焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施3200字

焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施3200字

焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施3200字摘要:随着焊接技术也已经发展的越来越普及,但是焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响非常大,必须加强对焊接质量研究。

本文对焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整进行了探讨分析。

毕业关键词:焊接残余应力;焊接变形;钢结构;消除和调整1 焊接残余应力产生的原因1.1 塑性压缩造成的纵向残余应力在焊接的过程中,由于温度上的差距,焊缝及其周围都会受到因热膨胀和周围温度较低的金属的拘束,从而产生压缩塑性应变。

当焊接完成之后,温度骤减,母性材料就会制约着焊缝和近缝区域之间的收缩,这就在很大程度上导致了残余应力的存在。

并且残余应力的范围将会和高温环境下造成的塑性范围相一致,弹性拉伸区域和残余拉应力也是相对应的。

从这些都可以看出来,塑性压缩就是造成焊接过程中纵向残余应力的主要原因。

1.2 塑性压缩的应变导致的横向残余应力塑性压缩的应变,除了能够说成是造成纵向残余应力的主要原因,同时也能理解为造成横向残余应力的原因之一,但是造成横向残余应力的主要原因是母材的收缩。

当对母材进行焊接时,母材会出现膨胀现象,并且当焊接缝的金属材料逐渐形成固体时,膨胀中的母材必定会受到压缩,这种塑性压缩是横向收缩中的重要的一部分,焊缝自身那一小部分收缩仅仅只占到横向收缩的十分之一左右。

主要的横向收缩那部分存在于焊接缝沿着焊缝轴线进行切割后的中心区域,那才是拉应力中的横向应力。

2消除残余应力的方法2.1 热处理的方法这种方法对于焊件的性能有着至关重要的作用,它不仅可以消除残余应力,还能够改进焊接接头的性能。

热处理方法就是在焊件还处在高温条件下的时候,去降低屈服点和蠕变现象,从而实现去除残余应力的一种方法。

这种方法分为两个步骤,首先就是总体热处理,其次是局部热处理。

在总体热处理的过程中,加热的温度和保温时间和加热以及冷却速度都会影响到去除焊接残余应力的效果。

在局部热处理的过程中,一般只能降低残余应力的峰值,而不能直接消除残余应力。

P92大口焊接缺陷数控制

P92大口焊接缺陷数控制

P92大口焊接缺陷数控制随着焊接技术的不断发展,焊接质量要求也越来越高。

而焊接缺陷是影响焊接质量的重要因素之一。

对焊接缺陷进行控制是非常重要的。

P92是一种高强度低合金钢,广泛应用于高温高压工况下的设备和管道。

焊接P92钢材时,常见的焊接缺陷包括气孔、裂纹、焊缝凹坑等。

这些缺陷会降低焊接接头的强度和密封性能,严重影响设备和管道的安全运行。

要控制P92大口焊接的缺陷,首先需要合理选择焊接方法和参数。

P92钢材的焊接可采用手工电弧焊、氩弧焊和埋弧焊等方法。

不同的焊接方法有着不同的适应性和缺陷产生机制,需要根据具体情况进行选择。

焊接参数的选择也非常重要,包括焊接电流、电压、焊接速度等,需要根据材料特性和焊接要求确定。

在焊接过程中,焊接操作人员的技术水平也会对焊接质量产生重要影响。

焊工需要熟练掌握焊接操作技术,保证焊接接头的质量。

焊接工艺的操作规程也需要明确,包括焊接顺序、层间温度控制、焊接位置等,避免焊接缺陷的产生。

为了进一步控制P92大口焊接的缺陷,可以采用预热和热后处理等措施。

预热可以降低材料的硬度,减少焊接残余应力,有利于减少焊接缺陷的产生。

热后处理可以进一步改善焊接接头的力学性能,提高焊接接头的强度和韧性,降低焊接缺陷的风险。

焊接接头的检测也是非常重要的一环。

常用的焊接接头检测方法包括目视检查、超声波检测、射线检测等。

这些检测方法可以及时发现并定位焊接缺陷,为后续补焊或其他修复措施提供依据。

控制P92大口焊接的缺陷需要从焊接方法和参数选择、焊接操作人员水平、焊接工艺规程制定、预热和热后处理以及焊接接头的检测等方面综合考虑。

只有做好各方面的控制和管理,才能达到减少焊接缺陷的目的,提高焊接接头的质量和可靠性。

焊接后热处理对焊接残余应力的影响

焊接后热处理对焊接残余应力的影响

焊接后热处理对焊接残余应力的影响摘要:焊接作为一个不均匀性的加热过程,在焊接结构的局部发生塑性变形问题,经过冷却之后,工件内部就会残留部分应力。

如果发生焊接残余应力,不仅对工件的机械强度造成影响,也可能引发工件的开裂、变形,降低尺寸的精确度。

本文结合焊接后热处理技术要点,对焊接残余应力的影响因素、危害以及消除策略等进行分析与探讨。

关键词:焊接;热处理;残余应力;影响1影响焊接残余应力的主要因素1.1焊接原材料的影响随着原材料的熔化温度变化,焊接的残余应力也会相应发生变化。

其温度越高、残余应力就越大。

同时,对残余应力大小的影响因素还包括:线膨胀系数、屈服强度、弹性模量等。

原材料的种类不同,由此产生的变化也有所区别。

当膨胀系数处于高温条件下,其温度就会持续上升,此时为线性增加状态;屈服强度、弹性模量等都会随着原材料类型的不同而表现出不同的反应。

1.2焊接参数的影响在相对正常的焊接条件下,若想确保焊接电流不产生任何变化,则需要提高焊接效率,此时将延长焊接的温度场,同时增加了焊接的梯度,此时焊接残余应力就会加大。

若想确保焊接的速度不发生改变,则提高焊接电流强度,此时焊接的温度场就会变宽、加长,增加温度梯度,焊接的残余应力也相应加大。

1.3焊接热源的影响在结构焊接过程中,一般只采取局部加热方法,但是热源中心的温度一般较高,由于焊缝与焊件不同点之间的距离存在差异,因此在加热的瞬间,各点温度会产生变化,温度场也可能有所改变。

由于加热并不是均匀进行,焊件的温度梯度有所增加,对焊接残余应力大小造成影响。

如果在自然条件下完成焊件的冷却,此时温度由800℃降低到500℃,无论是焊接的残余应力还是应变力大小,都会受到影响,需加强重视。

1.4焊接比容的影响当钢材结构经过加热或者冷却之后,就会产生相变作用,由此变化也会引发比容、性能等改变。

一般情况下,如果温度已经上升到700℃以上,那么钢材就会由奥氏体转变为铁素体,但是对残余应力的影响可以忽略不计。

P92耐热钢焊接热处理工艺对焊缝力学性能及金相组织的影响

P92耐热钢焊接热处理工艺对焊缝力学性能及金相组织的影响

P92耐热钢焊接热处理工艺对焊缝力学性能及金相组织的影响超超临界机组采用SA335P91/P92钢是新型铁素体耐热钢,具有高的持久强度和蠕变性能,可用于超超临界机组高温、高压主蒸汽管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组能否安全可靠运行,在对P92母材焊接接頭的常温和高温性能的基础上,总结焊接、热处理的工艺控制要点及经验及教训,为P92钢在我国超超临界机组成功应用提供了技术支持标签:P92钢;焊接接头:金相组织1P92钢特性P92钢是在P91的基础上,通过添加1.5%~2.0%W、优化MoVNbNB元素含量而开发的高蠕变断裂强度的铁素体(马氏体)耐热钢,其在600℃、1×10h 的蠕变断裂强度较P91钢提高20%以上。

P92钢都有较明显的时效倾向,且发生在500℃的温度范围内,而此范围正是这些材质650℃的工作温度。

P92钢的时效倾向特征是:3000小时时效其韧性下降很多,但在3000小时以后冲击功下降的倾向就不明显了。

1.1 焊接材料的选择现场焊接所选用的焊材要求P92钢焊接材料的选择除满足现场焊接所选用的焊材满足室温下的强度外,还必须满足运行温度下韧性和强度(蠕变强度)的要求。

焊缝金属在其熔敷成型及冷却过程中,一些微量元素(Nb、等)大部分固溶在V焊缝金属中,通过固溶强化反而降低了焊缝韧性。

因此,焊缝金属的冲击韧性总是低于母材的,为了提高焊缝韧性,必须合理搭配Nb .....等微量WVMnNi元素的含量,严格控制P.....等有害微量元素的及降低C含量。

P92钢经过正火及回火处理,显微组织为回火马氏体组织(主要是Fe碳化物及VCrMoNb的氮化物)研究发现,当焊缝金属成分与母材完全一致时,焊缝冲击韧性较低,主要因为P92钢中Cr、Mo、V、Nb等铁素体形成元素较多,若母材与焊缝金属成分一致,焊缝冷却凝固时易形成δ铁素体,而P92钢焊缝热处理后应得到回火马氏体组织,凡是能够防止δ铁素体形成并保证焊缝组织为全马氏体组织的成分均有利于焊缝韧性的优化,因此选择的焊接材料必须有保证常温和高温强度、塑性和韧性好,且含氢量低、操作性好等优点,并与母材相当的物理性能和常温、高温力学性能;焊缝金属的下临界转变点(AC1)应与母材相当,且铬当量:Creq≤10;焊缝含氢量符合低氢型碱性焊接材料标准;具有优良的焊接操作性能和工艺性能。

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响分析

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响分析

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响分析焊件施焊后,结构受加热影响会出现局部塑性变形情况,温度降低后,焊件内部会残余部分应力,直接弱化工件机械强度,继而引发裂纹等不良现象。

作为技术人员试验后,应明确掌握焊接残余应力的影响因素与热处理技术,实现残余应力峰值的有效控制,确保焊接质量。

标签:焊接;热处理技术;残余应力受焊接原材料、热源等因素影响,焊接后会残余部分应力,直接降低焊接结构的静力、疲劳强度与刚度,缩短工件使用寿命。

热处理技术可有效消除焊接残余应力,但前提是合理模拟温度与应力场数值,确保焊接残余应力有效消除且处于平稳状态。

一、焊接残余应力主要影响因素1焊接原材料焊接残余应力直接受原材料熔化温度影响,两者存在正相关。

除此之外,残余应力还受弹性模量、屈服强度与膨胀系数等因素影响。

不同的原材料种类,弹性模量、屈服强度等反应不同,残余应力大小也不同。

尤其是膨胀系数,当去处于高温环境中时,温度会持续增加,呈线性增加状态[1]。

2焊接参数通常情况下,要求焊接电流不变,需要提高焊接效率,与此同时,此时焊接温度场将延长,焊接梯度、残余应力随之增加。

要求焊接速度不变,需要提升焊接电流强度,与此同时,焊接温度场长宽拓展,焊接梯度、残余应力随之增加。

3焊接热源焊接属于不均匀的局部加热过程,热源中心温度持续升高,焊缝施焊后,焊件不同点温度发生变化,温度场随之改变。

与此同时,焊件温度梯度、残余应力也受到影响。

4焊接比容焊件加热、冷却后,会出现相变作用,继而引起比容与性能等发生变化。

当钢材温度超过700℃时,会实现奥氏体、铁素体的转变,残余应力可不计,随着温度降低,碳元素数量与合金数量等不断增加,钢结构逐渐产生相变,在体积快速膨胀作用下,会形成残余应力[2]。

二、焊接残余应力对构件的危害1焊件静力强度下降焊件结构在承载力影响下,会产生一定的塑性变形能力。

屈服强度区域应力随者荷载力的增加而加大,不在屈服强度的区域应力也随之改变,此时,静力强度不受焊接残余应力影响。

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析

焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响分析摘要:堆焊过程中不均匀的热输入容易导致焊件产生残余应力和一定程度的变形,影响焊件的结构强度和使用寿命。

基于此,本文主要对焊接热输入对堆焊残余应力以及变形相关影响进行了简要的分析,希望可以为相关工作人员提供一定借鉴。

关键词:焊接热输入;堆焊;残余应力;变形;影响分析引言随着我国各个行业的不断发展,对焊接性与抗高温性能提出了更高的要求。

本文中隔一天研究了焊接热输入对堆焊残余应力和变形影响,并优化了堆焊焊接工艺。

1残余应力以及变形相关概述1.1残余应力残余应力对焊接结构的寿命有不利影响,一般情况下,高运行应力与高残余拉应力叠加,将促使焊接结构断裂的发生。

残余应力还提高蠕变、疲劳和环境损伤发展的速率。

在焊接加热过程中,焊缝熔融金属周围由于热和膨胀会产生压缩屈服。

焊接冷却过程中则相反,由于焊缝冷却和收缩沿焊缝纵向会产生残余拉应力,因此,焊接结构的残余应力的产生是由于局部不均匀的加热和冷却导致的。

当残余拉应力超过材料的屈服强度极限,将导致结构发生变形,焊接过程中为避免发生更大的变形,对焊接构件进行约束将产生更大的残余应力。

然而,残余压应力一般认为是有益的,但是它会引起焊接结构抗屈曲能力的下降。

所以,应根据焊接构件的服役条件控制焊接残余应力。

1.2变形钢材的焊接通常采用熔化焊方法。

在接头处局部加热,使被焊接材料与添加的焊接材料熔化成液体金属,形成熔池,随后冷却凝固成固态金属,使原来分开的钢材连接成整体。

由于焊接加热,融合线以外的母材产生膨胀,接着冷却,熔池金属和熔合线附近母材产生收缩,因加热、冷却这种热变化在局部范围内急速进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形。

这样,在焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来。

2焊接热输入对堆焊残余应力和变形的影响2.1焊件温度场分析在焊接过程中,整个温度分布不均匀,焊件高度方向的温度梯度小,焊件长度方向的平均温度高于宽度方向的平均温度;最高温度。

探析钢结构焊接残余应力

探析钢结构焊接残余应力

探析钢结构焊接残余应力发表时间:2016-11-09T10:40:18.190Z 来源:《低碳地产》2016年13期作者:褚胜明[导读] 【摘要】在钢结构的应用过程中,焊接工艺是一项非常重要的应用工艺技术。

对于钢结构性能的稳定性和质量安全都起到非常重要的影响作用。

在焊接过程中,由于大量热量的高度集中的存在会导致残余应力的出现,对于钢结构的工程质量,会造成严重的安全隐患。

本文结合自己的工作经验对于在钢结构中残余应力的产生进行了分析,并就如何消除其影响提出了具体的建议和措施。

身份证号码:32108619650515xxxx 江苏泰州 225300【摘要】在钢结构的应用过程中,焊接工艺是一项非常重要的应用工艺技术。

对于钢结构性能的稳定性和质量安全都起到非常重要的影响作用。

在焊接过程中,由于大量热量的高度集中的存在会导致残余应力的出现,对于钢结构的工程质量,会造成严重的安全隐患。

本文结合自己的工作经验对于在钢结构中残余应力的产生进行了分析,并就如何消除其影响提出了具体的建议和措施。

【关键词】钢结构;焊接工艺;残余应力;分析与消除在建筑行业中,钢结构的应用对该行业的发展起到了极大的推动作用。

由于钢结构的强度以及抗震性与其他材料相比都更具优势,而且自重轻,建设施工速度快,所以现在已经在建筑行业中得到了普遍的使用。

不过钢结构也存在着较多的缺点,比如在使用过程中,钢结构具有脆断性,这是一个严重影响建筑质量安全的潜在隐患。

此外,疲劳破损问题也是一个非常严重的隐患,这导致钢结构的稳定性存在缺陷。

笔者结合近年来钢结构焊接过程中残余应力产生的不同原因进行分类,并根据不同的产生原因对其进行了分析,提出了具体的解决措施和建议。

1、不同残余应力的分类在钢结构的焊接过程中,由于大量热量高度集中,在焊接结束后焊件内仍存在一定的应力,这些未消除的参与在焊件中的应力就是我们经常提到的焊接残余应力。

根据这种焊接残余应力方向的不同,可以分为纵向焊接残余应力、横向焊接残余应力和沿焊缝厚度方向的焊接残余应力三种。

热处理对P92管道环焊缝残余应力的影响的开题报告

热处理对P92管道环焊缝残余应力的影响的开题报告

热处理对P92管道环焊缝残余应力的影响的开题报告
一、研究背景
P92管道是一种高合金钢管道,由于其强度高、耐高温和耐腐蚀等特点,被广泛应用于火力发电站和化工等领域。

在P92管道的制造过程中,环焊缝是一个重要的连
接部位,然而环焊缝存在着残余应力的问题,这可能会对管道的机械性能和安全性产
生负面影响。

因此,研究热处理对P92管道环焊缝残余应力的影响,对管道的制造和
使用具有重要意义。

二、研究目的
本研究旨在探究热处理对P92管道环焊缝残余应力的影响,具体包括以下方面:
1. 分析环焊缝的残余应力分布情况;
2. 研究不同热处理条件对环焊缝残余应力的影响;
3. 探究热处理过程中的温度变化与残余应力的关系;
4. 评估热处理对P92管道机械性能和安全性的影响。

三、研究方法
本研究采用有限元模拟方法对P92管道环焊缝的残余应力进行分析,通过改变热处理条件,研究不同温度下的残余应力分布情况。

同时,采用金相显微组织分析和力
学性能测试等方法,评估热处理对管道机械性能和安全性的影响。

四、研究意义
本研究有助于深入了解P92管道环焊缝的残余应力问题,为管道制造和使用提供科学依据。

通过探究热处理对环焊缝残余应力的影响,为改善管道机械性能和安全性
提供新的思路和方法。

同时,本研究也为高温合金材料的热处理研究提供一定的参考。

P92钢焊接组织分析与残余应力模拟

P92钢焊接组织分析与残余应力模拟

P92钢焊接组织分析与残余应力模拟龚凌诸;朱猛;蔡宝杰;徐火力;伏喜斌【期刊名称】《焊接》【年(卷),期】2024()4【摘要】对P92钢平板进行了4层4道焊接试验,采用X射线衍射法测量焊接残余应力,通过光学金相显微镜对焊件显微组织进行表征,利用维氏硬度计对其硬度进行测量。

同时基于SYSWELD软件在相同条件下对P92钢平板进行焊接模拟,得到焊接应力场与应变场的计算结果,并使用生死单元技术对比不同焊道焊接结束后残余应力的动态变化,探究多层焊接残余应力的产生与影响因素。

金相试验结果显示,焊缝(FZ)处组织为淬火马氏体,最大硬度高达436 HV;母材(BM)组织为回火马氏体,平均硬度为236 HV;热影响区(HAZ)从过热区到正火区硬度逐渐降低。

有限元计算结果表明,模拟所得残余应力分布与实测值吻合良好,证明了该焊接模型的准确性;横向拉应力和纵向压应力的最大值出现在焊缝处,纵向拉应力与横向压应力最大值均出现在热影响区与母材交界处,但随着焊道高度的变化,残余应力分布趋势基本不变;上层焊道热载荷对下层焊道的残余应力分布具有较大影响,固态相变效应不仅影响残余应力分布,还会使板件在焊接时产生较大的角变形。

【总页数】8页(P20-27)【作者】龚凌诸;朱猛;蔡宝杰;徐火力;伏喜斌【作者单位】福建理工大学;福建省计量科学研究院;厦门市特种设备检验检测院【正文语种】中文【中图分类】TG407【相关文献】1.扁平钢箱梁U肋焊接残余应力数值模拟分析2.AH36船用高强钢焊接残余应力释放的\r数值模拟与试验分析3.P92钢多层多道焊接接头残余应力的有限元模拟4.爆炸消减钢桥面顶板-纵肋焊接残余应力的模拟分析5.P92钢锅炉管道焊接组织分析与残余应力模拟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

P92钢焊接接头多次热处理性能试验研究

P92钢焊接接头多次热处理性能试验研究

P92钢焊接接头多次热处理性能试验研究本文通过分析SA335P92钢焊接接头分别进行1-6次焊后热处理后其拉伸性能、冲击性能、硬度和金相组织等理化性能,找出了多次热处理后焊接接头力学性能的变化规律。

试验证明焊接接头进行多次热处理后,焊缝的力学性能较之母材下降更快,接头热处理次数最佳应控制在3次以内,即返修不超过2次。

标签:多次热处理;力学性能;金相组织1 引言目前我国600MW及以上超(超)临界机组中,主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道等高温高压部件都普遍采用了SA335P92鋼。

SA335P92钢是在SA335P91的基础上,降低了0.5%Mo,增加了1.8-2.0%W,并添加微量B的高强韧性铁素体耐热钢,具有优良的高温强度和蠕变性能,良好的抗高温腐蚀性和抗氧化性,较小的热膨胀系数及良好的导热性和抗热疲劳性。

对SA335P92钢焊接接头,我公司管道预制均采用整体进炉热处理方式进行焊后热处理。

当出现挖补返修或增加焊接附件后,同一焊口返修区域以外位置或者同一管段其他焊缝,不可避免将进行再次热处理。

而现行电力行业标准中,未对热处理次数进行明确规定,多次热处理会对焊接接头性能造成怎样的影响,这方面的内容也未见有说明。

为更好地保证焊缝质量,找出多次热处理后焊接接头力学性能的变化规律,本文对焊缝热处理次数进行了试验研究。

2 试验材料及试验方法2.1 试验材料试验用母材为进口SA335P92钢管道,规格为ID614×34。

焊材选用国内普遍采用的Thermanit MTS616。

试件焊接制备和无损检测管材加工双V型坡口,焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊填充+埋弧自动焊填充盖面。

严格按照DL/T 869《火力发电厂焊接技术规程》和经过评定的P92钢焊接工艺要求进行预热、焊接和后热工作。

完成后经射线检测,焊缝一次合格。

2.2 试件分片及热处理将该焊接试件进炉进行第一次回火热处理,之后将其锯切割为6片试块。

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