角焊縫接頭

角焊縫接頭是一種焊縫接頭。其疲勞損傷具有局部性特徵，基於應力場強法的基本思想，通過對角焊接接頭的場徑分析，通過對法蘭角焊縫接頭應力集中區的彈塑性有限元計算和應力場強數值求解，得到了接頭焊趾區局部應力場強。

基本介紹

• 中文名：角焊縫接頭
• 外文名：Fillet joint
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 釋義：一種焊縫接頭
• 特點：疲勞損傷具有局部性特徵

鈦材管板角焊接接頭的滲透檢測

鈦材因具有耐腐蝕，導熱係數小，耐熱性能好等優點，在發電廠凝汽器冷凝管中的套用越來越廣，越來越受歡迎。鈦管板密封焊接是凝汽器安裝施工過程中的一道重要的工序，管板角焊接接頭焊接質量的好壞關係到整個凝汽器的安全及汽機的真空嚴密性。滲透檢測是檢驗鈦管板密封焊接質量的有效方法之一，正確編制滲透檢測工藝顯得尤為重要。

1.被檢工件特徵：被檢工件規格大、檢測面積大、凝汽器管板角接接頭之間距離比較小、角接接頭數量多、有管孔。

2.鈦材管板角焊接接頭常見缺陷：氣孔、冷裂紋、未熔合等。

3.此工件的檢測靈敏度等級為3級。

4.從檢測靈敏度等級要求高、被檢面比較光滑、凝汽管板角接接頭之間的距離比較小、角接接頭的數量多、有管孔以及操作的方便性等方面綜合考慮，滲透檢測採用溶劑去除型著色溶劑懸浮顯像法。

5.因被檢工件規格大、檢測面積大，檢測時要分段進行，檢測順序是從下到上，從左到右，防止相互污染。

不鏽鋼角焊縫接頭的組織和斷裂機理

焊接接頭的疲勞性能的評估是工業裝備和機械設備設計及安全性評定過程中的必要環節。焊接工藝可能在焊接構件中引入焊接雜質、未焊透、未熔合、焊瘤、焊接裂紋等金屬不連續、不緻密或連續不良的現象，導致焊接接頭的局部組織和力學性能極不均勻，引起接頭局部高度的應力集中，所以即使在較低的交變應力水平作用下，焊接構件或焊接結構依然會發生疲勞斷裂。

FV520B不鏽鋼是英國Firth－Vichers材料研究所在原有FV520不鏽鋼的基礎上開發的一種新型的低碳馬氏體沉澱硬化不鏽鋼，具有易於加工、強度高，韌性良好，耐腐蝕性優良和可焊性能好等優點，被廣泛用於齒輪、軸、葉片、轉子、泵件等工業場合。

FV520B鋼的強度、塑性和韌性等力學性能對熱處理工藝特別敏感，通過對固溶+調整+時效熱處理前後FV520B不鏽鋼微觀組織的研究發現，熱處理後FV520B鋼的板條馬氏體組織細小均勻，這增加了晶粒數目，增大了晶界面積，加之基體中均勻彌散分布的第二相顆粒，使得固溶+調整+時效處理後FV520B鋼的抗拉伸性能和抗疲勞性能均得到了明顯的提高。焊接工藝往往會在焊接構件中引入較大的殘餘應力，極大地降低了焊接構件的力學性能，通過實驗發現焊後固溶化能消除焊接高溫引起的殘餘應力，改善FV520B鋼接頭的微觀組織和力學性能。通過有限元建模分析、傳統疲勞實驗與熱像法疲勞實驗對比研究了大型離心壓縮機焊接葉輪材料的疲勞性能，為葉輪設計提供了一些必要的參考數據。

通過實驗研究發現時效溫度變低能提高FV520B鋼焊接接頭的硬度和拉伸性能，但是不利於提高焊接接頭的耐腐蝕性。離心壓縮機葉輪結構上的葉片是通過焊接連線的，在葉輪高速旋轉的過程中，除了承受較高的離心力外，還會受到振動、氣流和外物衝擊等交變載荷的激振作用，加上焊接處的複雜的物理力學性能，葉輪葉片可能會在遠低於材料的屈服強度的應力水平下發生疲勞斷裂，造成極大的潛在危險。為了對離心機葉輪葉片的設計製造和套用提供有價值的數據信息，在先前對焊接接頭疲勞性能研究的基礎上，實驗通過SEM進行疲勞斷口分析，探討了疲勞斷裂的機理；並通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段研究了FV520B不鏽鋼角焊縫接頭的微觀組織特徵。

T 形角焊縫接頭的坡口角度

工程機械結構件多為大型、複雜的鋼板焊接類箱型結構件，帶坡口的T形角焊縫在支架設計中套用也相當廣泛。在允許的條件下，使用T形角焊縫有其突出的優點：T形角焊縫焊前的準備工作簡單；不必進行邊緣機械加工而且裝配方便；可使用大電流焊接，熔敷效率高，成本相對較低。由於厚板角焊縫結構的焊接工作量大，焊接坡口的設計非常關鍵：坡口小的焊縫熔敷係數偏小，易形成窄而深的焊縫，影響熔池結晶，易產生區域偏析；拘束應力大時易導致焊接熱裂紋的產生。坡口加大，焊接工作量大大增加，而且接頭區的焊接應力也大大增加，這對鋼結構初始應力的控制極其不利，同時也增大生產成本。合理確定T 形角焊縫的坡口角度是十分重要的。

正面角焊縫接頭的靜力強度

為減輕結構自重，提高結構性能，高強度薄板材料在現代工程結構中得到了廣泛套用。然而，這也導致焊接變形控制成為製造領域急需解決的關鍵問題之一。為有效解決這一問題，研究人員從工藝角度進行了大量研究，如採用新的焊接方法、最佳化焊接參數以及最佳化焊序等，有力促進了焊接水平的提高。

然而，有些文獻表明，薄板結構中焊接變形和屈曲現象在很大程度上是由於結構中過大的焊縫尺寸，這也稱為“過焊接”（overwelding）現象。過焊接問題主要產生於2個環節，一是製造環節，焊接人員為保守起見，結構的實際焊縫尺寸往往比設計值大；另一個是設計環節，當前接頭設計準則往往是基於大量試驗數據的經驗公式，甚至一些工程師進行焊縫尺寸設計時，僅依據個人經驗，這導致了保守的焊縫尺寸設計。因此，研究適用於現代薄板焊接結構的高精度角焊縫尺寸設計準則，從而在設計環節緩解過焊接問題，對提高薄板焊接結構的可製造性是十分必要的。