拉伸试验的目的是用来测定焊缝金属或焊接接头的强度和塑性对还是错的_百度知道
拉伸试验的目的是用来测定焊缝金属或焊接接头的强度和塑性对还是错的
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错。拉伸测试强度（抗拉强度和屈服强度）弯曲塑性冲击韧性
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应该主要测定的是强度
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焊接结构变形预测及控制的研究现状
& & &&焊接过程将带来不可避免的焊接变形和残余应力，大大影响了产品的质量和服役使用。由于焊接过程是一个涉及到冶金、电弧物理、传质传热和力学的复杂过程，焊接变形的影响因素非常复杂，因此对于其中的规律，很难准确的掌握。时至今日，多数情况下对于焊接变形问题的处理仍然需要依靠经验来完成。如果能够准确的掌握焊接变形的预测方法，将会给焊接变形的控制提供一定的理论基础和理论指导，在实际的生产中，就可以根据预测的结果选择最合理的结构和生产工艺，来提高生产效率和产品质量。
1 & &焊接变形的预测方法
& & & & 多年来国内外学者对于焊接变形、焊接残余应力的预测做了大量的研究，随着计算机技术的发展和诸如ANSYS、ABAQUS、MARC等分析软件的开发，以前很多无法实现的问题都有了解决的可能，取得了不少研究成果。焊接变形的预测主要有：解析法、数值模拟等方法。
1.1 & &解析法
& & & & 最早的解析法是基于弹性理论，应用物理和数学理论推导和演绎数学模型，得到用函数形式表达的解，即解析解。20世纪30年代，D.Rosenthal, H.H.雷卡林[1-3]采用解析法研究了热源瞬时集中于点、线、面条件下的焊接热工程，该解析过程假设材料在任何温度下都是固体状态，不发生相变, 材料性能不随温度产生变化且材料的尺寸是无限大的，这些假设条件和实际情况有很大差异，模拟结果和实际情况差别很大。1940年，前苏联的奥凯尔勃洛姆[4]对焊接残余应力和变形的起因和分类进行了研究，建立了确定焊接残余应力和变形的理论方法。后来的研究者们基于该理论，提出了以残余塑变来计算焊接变形的解析法。该方法是基于横截面假设的基础上，因此只能做一些简单的焊接变形的预测。20世纪50年代，Watanabe M和Satoh K[5] 对于低碳钢薄板焊接变形的翘曲现象，提出了焊缝收缩的概念和预测变形的公式。解析法只考虑了残余塑性变形，假设所有区域都保持弹性，解决问题的范围非常有限，对于解析条件的要求非常苛刻。
1.2 & &焊接变形的数值模拟
& & & & 焊接数值模拟的发展是建立在解析法的基础之上的，用计算机程序来求解数学模型的近似解，又称为数值模拟。随着计算机技术的迅猛发展，采用计算机模拟技术，不仅成功并直观的表达出了温度场的变化情况，而且可以对焊接热应力和焊接变形进行准确的预测。数值模拟最常用的方法是差分法和有限元法。得益于这两年多种大型有限元模拟软件的开发，诸如MARC、ANSYS、ABAQUS等软件可以比较准确的模拟焊接变形问题，有限元法在焊接变形预测方面也越来越占据主导地位。
1.2.1 & &热弹塑性有限元法
& & & & 热弹塑性有限元法是目前使用非常广泛的一种方法，它是跟踪整个焊缝的焊接过程，先是做焊接过程热循环的分析，得到焊接过程的温度场, 再把温度场作为初始条件加载到热弹塑性有限元程序中，得到焊接的应力应变场，即可做焊接变形的分析。它可以预测不同的焊接方法，不同的焊接接头形式，不同材料的焊后变形，也可以做焊接强度、断裂、裂纹和残余应力的分析。
& & & & 对此国内外学者做了大量的研究。在国外, 20世纪70年代，日本的上田辛雄和OKumoto[6]，以有限元方法为基础，提出了机械性能随温度变化的焊接热弹塑性分析理论，推导出了模拟焊接热应力的表达式，并且成功的模拟出了动态焊接应力应变过程，开创了计算焊接力学的新学科。要想准确的预测焊接变形，需要在之前得到准确的焊接温度场，用于温度场的热源模型最早的是点热源、线热源、面热源，分别用于不同焊件的焊接温度场模拟[7]。之后，美国的G.W.Krutzy[8]在其博士论文中建立了二维焊接热源模型，并考虑了相变潜热的问题。加拿大学者J.Goldak[9]提出了双椭球形热源模型，这使得热源模型进一步得到改进，计算精度也大大提高了，双椭球形热源适合做厚板的三维数值模拟。
& & & & 在国内，20世纪80年代初期，部分高校和研究所在焊接热弹塑性理论和数值模拟方面展开了研究工作。1981年唐慕尧编制了有限元传热程序, 对薄板焊接准稳态温度场进行了模拟[10]。上海交大则开发出了二维平面变形和轴对称的焊接弹塑性有限元方程程序[11]，并在薄板、厚板和壳体对接模型进行了分析应用。近年来，上海交大和日本大阪大学对三维实体的焊接温度场及应力应变问题进行了共同研究[12]，并提出了改善计算精度和提高收敛性的方法。此外, 天津大学也展开了应用热弹塑性有限元法预测焊接变形和焊接应力的研究，分别对薄板结构的客车侧墙焊后失稳变形以及管道环焊缝焊接应力进行了计算。所得的模拟结果和实验结果基本一致[13]。
& & & & 在采用热弹塑性有限元法时，对于焊接熔覆金属填充焊缝过程的模拟是一个难点。通常采用“生死单元法”焊接过程中，焊缝处的单元根据一定的判定准则一个个顺序地被激活。
1.2.2 & &固有应变法
& & & & 当前，尽管热弹塑性有限元法可以被用来有效的预测小型和中型结构件的焊接残余应力和变形，但是这种方法对于大型结构件焊接变形的模拟是不可行的，因为需要大量的计算时间，而且对计算机性能的要求极高。为了能够找到预测大型结构件焊接变形的有效方法，过去几十年，许多学者做了大量的研究。Ueda和他的合作者[14]研究T型和I型接头端部的固有应变的特性分布，并且用固有应变来预测焊接残余应力。最近，Jung和Tsai[15]提出了一种叫做基于塑性变形分析（PDA）的方法，用来研究T型接头角焊时累积的塑性应变和角变形之间的关系。在他们的研究当中，六次累积塑性应变和角变形之间的关系被论证出来。他们也研究了在使用PDA程序的时候外部约束和热处理对于累积塑性应变和角变形之间关系的影响。
& & & & 目前用的比较多的两类固有应变法是固有应变有限元法和热弹塑性有限元法获取固有应变的方法。
& & & & （1）固有应变有限元法
& & & & 所谓固有应变可以看成是内应力的产生源。固有应变有限元法避开整个焊接过程，着眼于焊接以后在焊缝和近缝区存在的固有应变。如果能找到固有应变大小和分布与焊接参数以及焊件尺寸等的关系，那么将固有应变作为初始应变值进行一次弹性有限元计算，就可以得到整个焊件的残余应力和变形，从而大大减少了计算工作量。
& & & & 汪建华教授对此作了大量的研究，取得了丰硕的成果。在文献[16]中他认为固有应变存在于焊缝与近焊缝区，并与焊接热输入和板厚等因素有关，通过试验和热弹塑性分析，可以确定它们的关系曲线。Wx、Wy、Z、e则是四个确定焊接变形的决定性参数，Wx=KQ，Wy=ξQ, 其中Wx表示纵向总的固有应变，Wy表示横向总固有应变，Z为Wx中心到截面中心距离，e为Wy 的偏心矩。之后e、ξ通过与热输入以及板厚之间的关系曲线确定，而Z和K通过简化的解析法由经验公式确定。之后他将此方法应用在了大型焊接船体结构对接环缝的变形分析和轿车副车架的焊接变形分析中，取得了良好的效果。
& & & & （2）热弹塑性有限元法获取固有应变
& & & & 目前国内的多数固有应变法，主要获取纵向固有应变和横向固有应变，而固有应变包括纵向固有应变、横向固有应变、角变形。
& & & & 文献[17]中，日本学者使用ABAQUS分析软件, 运用热弹塑性有限元法获取了不同焊接接头处的固有变形。他认为，除弹性、塑性和热应变，在焊接过程中的固态相变增加了两种附加应变。一种是体积变化的相变应变；另一种是相变塑性应变。对低碳钢而言，相变对于焊接残余应力和变形的影响并不重要，总体的应变应该由弹性、塑性和热应变三者组成。弹性应变使用带有杨氏模量和柏松比的等向胡克定律来模拟。对于塑性应变部分，使用带有Von-Mises屈服表面，温度相关的材料特性的塑性模型来模拟。最后通过热弹塑性有限元法，在ABAQUS中分析得到横向收缩、纵向收缩力Tendon Force、角变形。之后通过一次弹性有限元分析得出焊接变形和残余应力，最后用实验验证了该方法所得结果与实际情况相符合。
2 & &控制焊接变形的措施
2.1 & &选择科学的设计方法
& & & & 为减少焊接件的变形，首先应从产品设计入手。在设计中，应充分利用力学、机械原理、金属材料等知识，使设计、加工质量、生产率得到提高。
2.1.1 & &合理选择构件结构：认真分析构件的特点，材料、生产规模、技术要求和前后加工工序的联系，尽量做到构件稳定、截面对称。
2.1.2 & &合理选择焊缝尺寸和布局：焊缝尺寸过大，不但增加焊接工作量和对焊件输入较多的热量，而且增加焊接变形。所以，在满足强度和工艺要求的前提下，尽可能减少焊缝长度和焊缝数量。设计焊缝时，尽量设计在构件截面中心轴的附近和对称于中心轴的位置上，使产生的焊接变形相互抵消。
2.1.3 & &合理选择焊缝的截面和坡口型式：开坡口和不开坡口的T型和十字接头，当强度相等时, 开坡口填充的金属量要少于不开坡口的，这对减少焊接变形很有利。
2.2 & &充分利用反变形法
& & & & 焊缝的焊接过程其实就是焊缝从液态转化为固态的过程，也是焊缝在冷却过程中的收缩过程, 焊缝的收缩致使焊接后工件外形尺寸减小。所谓的反变形法就是在生产中预先人为地制成一个变形，使得这个变形与焊后发生的变形方向相反而变形量相等。目前该方法的使用比较广泛，操作简便，主要依靠经验来完成，关于这方面的理论还很少。文献[18]介绍了反变形法在挖掘机动臂焊接过程中的使用，结果表明，在使用了反变形法之后，焊接过程中产生的焊接变形和反变形在一定程度上相互抵消，有效的控制了生产中的焊接变形。宗培、文建成[19]等人用迭代法推导出求解反变形形状的递推公式，对简单立体结构进行了有限元模拟，经过五次迭代得到了最终反变形的设计形状。尽管每一次迭代都要进行复杂的焊接变形计算，但是这种迭代法思路为后续的关于反变形的理论研究提供了铺垫。
2.3 & &优化焊接方法
& & & & 针对不同的母材、接头类型、焊缝质量等级要求以及焊接时所处的周边环境，选择合理的焊接方法可以有效的减少焊接变形。例如，目前在航空、航天、汽车、造船等领域应用越来越广泛的高能束焊接。高能束焊接技术是利用功率密度大于5×105W/cm2的热源对材料或结构进行焊接的技术，其热源一般指电子束、激光和等离子束。高能束焊接改变了能量传递方式，形成“小孔效应”这一显著特征，与一般弧焊相比，其能量密度高，接头深宽比大，热影响区很小，可以有效的减少焊接变形[20]。文献[21]则分析比较了钨极氩弧焊（TIG）、熔化极气体保护焊（MAG）、埋弧焊（SAW）三种窄间隙焊技术。所谓窄间隙焊是把常规的焊接工艺与窄间隙坡口结合在一起通过专门的装置和控制技术而集成的一种新型焊接技术。窄间隙坡口大大降低了焊缝的填充量，焊接热影响区较小，减少了焊接变形，节约了材料, 提高了焊接效率和焊接接头性能，如延迟裂纹、回火脆化能力、冲击韧性等。
2.4 & &制定合理的焊接工艺规程
2.4.1 & &选用合理的工艺参数：严格的控制焊接过程中的各项工艺参数，选用合理的焊接工艺是减少焊接变形的常用方法。如上述文献[18]中所述, 在挖掘机动臂的焊接过程中，尽可能将电流控制在下限值，以减小热输入。为减小角变形，焊缝的第一层焊接电流量要适当减小，焊速要适当加快。随着焊层和焊道增加，可适当增加焊接电流, 以提高焊接生产率，从而有效地减小了动臂焊接后的角变形、扭曲变形与弯曲变形。
2.4.2 & &选择合理的焊接顺序及焊接方向：选择合理的焊接顺序和方向也是减少焊接变形的常用方法。选择焊接顺序和焊接方向一般按下面的原则进行：结构对称时，采用对称焊法；焊缝多比较集中时，采用跳焊法分散受热避免集中受热；长度大于1m的长焊缝，采用分段退焊等；对组合件，先部件组焊矫正合格后，再整体拼装；结构不对称时，先焊焊缝少的一侧；先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由地收缩，以最大限度地减少焊接应力；先焊工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。文献[22] 研究了四种不同焊接顺序对薄板焊接变形的影响,发现从大刚度接头移向小刚度接头的焊接顺序可以减少薄板的弯曲。
2.4.3 & &设计合理的焊装夹具：合理地使用焊接工装夹具是保障零部件焊接工艺质量的基本要素之一，使用焊装夹具正确地安装和固定各个零部件，是进行零部件焊接的先决条件。近年来，特别是在汽车行业和工程机械行业，焊装夹具的设计和使用都是其生产过程中必不可少的一环。在焊接过程中，焊装夹具的夹紧和松开对焊接变形产生着重要的影响。文献[23]对模块化组合焊接工装夹具系统以及先进的计算机辅助焊接工装夹具设计系统在欧美领先工程装备制造业中的应用做了介绍。事实表明设计合理的焊装夹具对于焊接变形的控制和减少起到了巨大的作用。
2.5 & &系统综合分析法
& & & & 在焊接生产过程中，应多从整体考虑。采用综合分析的方法建立最优化目标，找到影响焊接变形的关键因素以及这些因素的相互关系并进行量化，从而对焊接变形进行定量控制。李铸国、吴毅雄、林涛等人，在复杂汽车零部件精度焊接成形质量保证系统一文中[24]，分析得出四类主要质量影响因素，采用精度误差理论对各因素进行量化，建立了系统数学模型并进行解析，将模型运用于液力变矩器焊接总成上盖和泵轮的同轴跳动，实现了精度焊接成形的定量控制。
3 & &展望和建议
& & & & 综上所述，在国内外学者的共同努力之下, 目前焊接变形的预测和控制取得了巨大的发展。但是在实际生产过程中还有很多问题需要去解决，目前的研究成果和实际生产的要求差距仍然很大，还有很多问题需要进一步研究和探讨。
3.1 & &焊接模拟软件的开发
& & & & 目前，做焊接变形预测的软件如ANSYS、ABAQUS等基本上都来自国外。也从侧面反映了目前国内焊接变形预测研究与国外相比仍然处于落后状态。这就需要更多相关技术人员从事大型有限元分析软件的开发，开发出预测更加准确，操作更加人性化的分析软件。为焊接预测的进一步发展提供强有力的预测工具。
3.2 & &优化预测过程，提高计算效率
& & & & 由上文知道，目前对于大型结构件焊接变形的预测，用传统的热弹塑性有限元法，求解起来非常困难，对计算机性能的要求极高。部分学者致力于新的预测方法固有应变法的研究, 对传统的预测方法进行优化，大大提高了效率。因此，需要更多的专家、学者研究提高计算效率的方法。 如可以根据焊接过程的特点开发新的单元，简化计算过程、优化计算过程，采用并行计算技术缩短计算时间等，使得应用热弹塑性有限元法预测大型结构件的焊接变形也能够成为可能。
3.3 & &注意多个焊缝之间的相互作用
& & & & 目前对于焊接变形的研究，主要集中在单一焊缝和近焊缝很小的区域中，而就目前的实际生产情况而言，对于焊接结构件，采用一种焊接方法的情况非常少见，多数情况下结构件都是由多个焊缝构成，多个焊缝之间会相互影响，相互作用，在预测过程在要充分考虑多个焊缝之间的相互作用和耦合。
3.4 & &对产品生产过程总体把握
& & & & 当前，对于焊接变形的预测和控制，主要还是针对焊接开始到结束的过程。而实际产品的生产过程中，最终变形的产生不仅仅由焊接产生，如焊前预热、焊后热处理、采用焊装夹具时夹具的夹紧和松开等，都会产生变形。这些需要在研究的过程中整体考虑，不仅仅局限于焊接过程。
3.5 & &注意理论和实际相结合
& & & & 对于焊接变形的预测和控制的研究，最终目的是要运用到实际生产过程中去，就目前的情况来看，虽然对于变形预测和控制方面做了大量的研究，但是运用到实际生产过程中去的案例仍然很少，生产过程中依靠经验来控制变形仍然是主流。而对于变形的控制大多数情况下都是被动的, 出现了变形之后才想起来去减少变形，这就需要发展焊缝检测技术，跟踪整个焊接过程，能够主动且游刃有余的去控制焊接变形。使得理论和实际能够结合起来，互相促进，互相提高。
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历史上的今天
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blogTitle:'高能束及特种焊接技术的发展',
blogAbstract:' 高能束及特种焊接技术的发展 西北工业大学&&& 刘金合0& 前言 　　高能束流焊接的功率密度（Power Density）可达到105W/cm\\u001E2以上。束流可由单一的电子、光子、电子和离子或二种以上的粒子组合而成。目前，用在焊接领域的高能束流主要是等离子弧、电子束和激光束。TIG（Activating&Flux TIG）焊亦具有高能束流焊接的特点。爆炸焊能将相同的、特别是不同的金属组合，简单、迅速、和牢固的焊接在一起，其最大用途是制造大面积的不同形状、不同尺寸、不同用途的双金属及多金属复合材料。1& 高能束流焊接当前被关注的领域特点 　　当前高能束流焊接被关注的主要领域是：⑴高能束流设备的大型化 & 功率大型化及可加',
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焊接氢致裂纹是金属氢损伤在焊接中的一种表征。它的产生与焊接接头中的组织、应力和局部氢浓度密切相关，迄今尚没有可行的技术，测定焊接氢致裂纹开裂时启裂处的局部氢浓度，即无法确定焊接氢致裂纹开裂的临界氢浓度，因而无法进行焊接氢致裂纹的模拟预测。通过用数值模拟技术与可以定量评定焊接氢致裂纹的插销试验计相结合，确定了氢致裂纹启裂时的临界局部氢浓度，建立焊接氢致裂纹的定量判据，实现了焊接氢致裂纹的模拟预测。试验验证结果证明该项技术是可行的。
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电弧喷涂时的电压和电
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研究了Co基自熔合金、Ni基自熔合金＋WC、Co基自熔合金＋WC激光熔覆层在不同温度下的显微组织和各种化合物的硬度，结果表明三种材料在相同激光熔覆工艺参数下获得的熔覆层的高温显微组织、性能存在很大的差异。Ni基自熔合金＋WC在700℃时硬度开始显著降低且显微组织发生很大变化，而Co基自熔合金和Co基自熔合金＋WC在700℃时才开始发生变化且变化幅度较小。同时证明WC在加热过程中硬度没有显著降低。试验结果对获得具有抗高温粘着磨损的激光熔覆层有重要的理论和实际意义。
为了研究建筑钢结构梁柱焊接接头在地震作用下的弹塑性响应，提高焊接接头的抗震性能，采用大型有限元软件ANSYS对建筑钢结构中比较常见的H形梁柱焊接接头和“狗骨式”焊接接头在模拟地震循环载荷作用下进行了弹塑性有限元分析，得到了梁端加载点的载荷－位移滞回曲线和节点焊接接头的等效应力分布。引入耗能系数作为焊接节点耗散地震能量的衡量指标，计算了不同形式的焊接节点在循环载荷作用下的耗能系数。分析结果表明，狗骨式焊接节点的抗震性能优于普通节点。
将非接触超声传感焊缝跟踪技术引入到气体保护焊中。因为保护气体不同，超声波信号的衰减也不同。通过试验对Ar,CO2,和Ar+CO2等气体对超声波信号的影响进行了研究。结果表明，Ar对超声波信号衰减的影响比较小，而CO2对超声波信号衰减的影响比较大。不采取其它措施，超声传感焊缝跟踪系统在CO2焊接中不能正常工作。根据理论分析，指出在CO2中超声波信号衰减的主要原因是“弛豫吸收”作用的影响。在CO2超声传感焊缝跟踪中消除弛豫吸收作用的影响是非常困难的。因此，提出了一些物理隔离方法，其中之一是采用“套筒＋轴流风机”的方法，它对于防止CO2气体进入超声波信号传输的空间是非常有效的。试验结果表明，非接触超声传感器可以应用于CO2焊接的焊缝跟踪中，所研制的CO2焊接超声传感焊缝跟踪系统能够满足实际焊接工程的需要。
研制的高温高韧性管线钢用埋弧焊丝与SJ101和SJ102焊剂匹配后的熔敷金属不仅具有很高的强度（σs≥540MPa)，而且还具有优良的低温韧性（AKv-10℃≥120J）。该焊丝的研制满足了屈服强度超过500MPa以上管线钢对焊缝熔敷金属性能的要求。研究结果表明，要保证熔敷金属具有较佳的强韧性匹配，熔敷金属中的合金元素总量必须满足Ceq≥0.38,Pcm≥0.17，才能保证熔敷金属的强度，以及具有以针状铁素体为主焊缝组织；在文中的合金系统下，随着熔敷金属中C、Mn元素含量的增加，熔敷金属的针状铁素体组织的含量增加，韧性得到提高。随着焊剂碱度值的增加，熔敷金属中的氧含量降低，C、Mn元素增加，使得熔敷金属中的合金元素更趋向于最佳的配比，从而提高了韧性。
运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊时Fe基粉末颗粒和B4C颗粒在等离子弧柱中的热行为进行了计算分析，结果发现堆焊时等离子弧电流对粉末颗粒在弧柱中被加热程度的影响要远大于对其输运速度的影响；对于Fe基粉末颗粒来说，当I＝200A时，流经弧柱中心区内的粒径≤50μm的颗粒将在弧柱中被完全气化；对于粒径为50－150μm的Fe基颗粒，在弧柱中将被加热到完全熔化，而粒径＞200μm时，颗粒尚不能熔化。在I＝100A的小电流情况下，只有粒径＜50μm的Fe基颗粒在弧柱中能被完全熔化；而直径大于该值的颗粒则不能被完全熔化；只有在弧中心处，少量颗粒可能被加热到熔化温度。而对B4C颗粒来说，其热行为与Fe基粉末颗粒则有较大差别，从平均水平看，在等离子弧柱中心区域，即使在200A的等离子弧中，也只有粒径≤50μm的颗粒才能在弧柱中完全被熔化，其它稍大粒径的颗粒在弧柱中的温升都达不到熔化温度，只能被预热。
逆变式焊条电弧焊（SMAW）电源及其电弧负载是典型的强非线性时变系统，对该系统建模并准确地找到其动态特性的解析解是相当困难的；用其它仿真方法求解往往较复杂且一般只能得到小信号近似解。集成在Matlab中的动态系统建模、仿真工具Simulink具有编辑可视化以及极高的编程效率，对该类系统的仿真研究具有极大的优越性。通过建立SMAW电源在焊接状态时的完整的Simulink仿真模型，尤其突出的是其中的PWM模型，人工运条电弧等模型的成功建立。仿真试验研究了电弧电压、电流及弧长和时间的关系；采用霍尔集成传感器实时采集信号，由高频记忆示波器记录输出测量结果，仿真试验结果与实际测量结果一致。因而，所提供的仿真模型是研究逆变式焊条电弧焊电源的有效手段。
针对核容器用钢A508－Ⅲ接头，通过断裂力学试验和有限元数值模拟综合研究强度匹配对接头抗断裂行为的影响，尤其是对热影响区断裂行为的影响。结果表明，选用高匹配焊缝可降低焊缝裂纹试样的裂尖张开应力和应力三轴度，改善焊缝的抗断裂行为；而却使热影响区裂纹试样的裂尖张开应力和应力三轴度升高，对热影响区的抗断裂行为不利，定性地说明了低匹配A508－Ⅲ接头热影响区断裂韧度优于焊缝断裂韧度的试验结果。
利用扫描电镜、光谱分析、X射线衍射、能谱分析及波谱面扫描对含（质量分数，％）C
0．84，Ti 1.46,V 1.3的堆焊层进行了试验研究，并对碳化物在液态金属中形成条件进行了热力学分析。结果表明，强碳化物元素Ti主要存在于碳化物相，为焊缝提供耐磨硬质点。TiC能在液态熔体中形成，初生TiC呈块状均匀分布，尺寸较大（2－5μm）。焊缝中还有大量细小碳化物，多为Ti,V,Cr的复合碳化物，呈条状或细小粒状。
采用WC－TiC-TaC-Co金属陶瓷与CuZnNi合金，研制出一种具有高耐磨性和良好抗冲击性能的复合耐磨堆焊材料。运用SEM、TEM、摩擦磨损试验及实际工程应用对堆焊材料的组织性能进行了分析。研究结果表明，堆焊层基体由α和β相组成，金属陶瓷在基体中均匀分布。金属陶瓷与Cu基合金通过扩散机制形成界面，界面上存在高密度位错与层错。堆焊层耐磨性随着金属陶瓷含量的增加而增加，当金属陶瓷含量为60％－65％时，堆焊层具有最佳的耐磨性。基体的磨损表现为显微切削与犁沟，金属陶瓷的磨损主要是界面处碳化物的脆断与脱落。实际工程应用证明研究的耐磨堆焊材料能显著提高套磨铣工具的使用寿命，具有显著的经济效益和社会效益。
对于非穿透激光深熔焊而言，焊接熔深是最重要的质量参数之一，对其进行实时监测具有重要意义。通过采集和分析激光焊接过程中等离子体光信号以探索焊接熔深的实时监测技术。研究结果表明，当激光功率不变时降低焊接速度，或焊接速度不变时提高激光功率，在焊缝熔深加大的同时，采集到的等离子体光信号强度亦呈明显上升趋势；在工艺参数不变的同一焊缝内，对应焊缝光信号的频谱图中存在明显主频，且随着焊接线能量的提高，主频率下降；同一焊缝内由于某些不稳定因素导致局部焊缝熔深变化超过8％时，等离子光强明显下降，而对应该段信号的幅值谱不存在明显主频率。
对于9Cr-1Mo耐热钢，碳化物的类型和分布是维持材料高温力学性能的关键。对于瑞典ESAB公司的三类9Cr-1Mo焊条制成的焊缝金属，通过研究发现，经过710℃或740℃×5h的高温回火处理以后，三类材料的力学性能变化发生了较大的差异，为此用电子显微镜和光学显微镜对材料的微观组织进行了观察。根据微观观察和成分分析的结果发现，高温回火热处理后，Cr23C6和Cr7C3型碳化物沿晶界和马氏体板条界面以链状或粒状析出长大，材料的力学性能因此发生变化，同时还发现，铌和钒所产生的耐高温碳化物对保持焊缝组织的高温稳定性有重要影响，焊条中适当降低碳含量并不会对焊缝的组织和性能产生负面影响。
搅拌摩擦焊是90年代出现的一种新型焊接技术，特别适用于熔化焊接性差的铝合金等材料。搅拌摩擦焊接头的纵向残余应力分布具有高应力梯度的特点，传统的应变片钻孔法不能满足测量要求，提出了云纹干涉钻孔法测量非均匀分布残余应力的计算公式和试验方法。该方法由云纹干涉法测量钻孔释放的位移条纹，通过确定孔边待测区域内三个测量点的条纹值，可直接得到该区域内的残余应力。利用该方法测量了铝合金薄板搅拌摩擦焊接头纵向残余应力沿深度和横向的分布，其分布规律表现为在搅拌带内为拉应力，搅拌带外残余应力的值迅速下降，并变为压应力以保持平衡。
采用ANSYS有限元软件计算分析了HQ130高强钢焊接接头区拘束应力的分布。计算和分析结果表明，在气体保护焊线能量16kJ/cm条件下，HQ130钢焊缝表面的瞬时拉伸拘束应力最大达到800－1000MPa，焊缝底部的瞬时拉伸拘束应力达到500－600MPa。熔合区附近的应力梯度较大，这是高强度钢熔合区部位容易产生冷裂纹的重要原因之一。通过严格控制焊接线能量能减小焊接区的热应力，可防止焊接裂纹的产生。
以材料型超高强度抽油杆用钢FG－20为研究对象，进行了摩擦焊工艺参数与接头力学性能关系的研究和探讨。以便为采用摩擦焊工艺生产制造超高强度抽油杆提供理论依据和实用工艺参数。试验采用正交试验结合相关力学性能评定和组织分析，确定了摩擦焊主要工艺参数的适用范围和优化方向。结果表明，由于FG－20钢强度高，与其它钢材比较，应采用较小的摩擦工进速度和较大的顶锻压力；另外，对于FG－20钢，由于摩擦焊过程中，热影响区组织性能发生变化，因此采用焊后局部回火处理用以改善接头力学性能是非常必要的。
采用扫描电镜、能谱仪及电子拉伸试验机系统地研究了Cu,Ag作为中间层铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。根据组织结构特点接头可分为增强相偏聚区、增强相贫化区和母材区。增强相偏聚区的组织主要为Al2O3颗粒和铝合金基体，并含有汪量的MgAl2O4化合物，对于Cu中间层接头还含有少量的Al2Cu化合物。连接温度、连接时间和中间层厚度对接头抗剪强度具有较明显的影响。在一定条件下，Cu,Ag中间层接头的抗剪强度分别为82－99MPa和86－109MPa。增强相偏聚区是接头最薄弱的区域，减少增强相的偏聚是进一步改善接头力学性能的重要途径。
讨论了焊缝是否存在压缩塑性变形问题和拉达伊D应力应变原理图存在的问题。指出刚刚经历熔化－凝固过程的焊缝不存在压缩塑性变形，一直承受拉伸塑伸变形。拉伸塑性变形区的范围要比拉达伊D的原理图上给出的大得多，对拉达伊D的原理图进行全面修改，提出新的焊接热应力应变原理图。在新原理图中，三组曲线分别是升温－降温、压缩－拉伸和拉伸弹性－塑性变形的分界线。将等温线所处的温度明确为熔点，它包围的区域为熔池。取消弹性卸载区的提法，改为弹性变形区。整个焊接板为弹性变形区、压缩塑性变形区、拉伸塑性变形区和熔池组成。
将图像处理与模式识别技术用于铝合金TIG焊接过程信息提取过程，根据铝合金熔池图像随机噪声强的特点，采用加权中值滤波，统计灰度边缘检测、统计期望阈值法和投影方法对铝合金熔池图像进行了预处理。探索了将神经网络用于焊接熔池图像处理的方法，采用BP神经网络对二值化熔池图像进行边缘提取，取得了理想的效果。研究了大电流条件下铝合金熔池图像的对称性，通过单面图像，得到了完全的熔池边缘图像。
采用自行设计的焊管实物管段腐蚀试验方法和装置研究了内胀成形和外控成形两种X60螺旋缝埋弧焊管在含H2S的NACE溶液中的腐蚀行为。结果表明，焊管在H2S介质中的损伤表现为母材表面氢鼓泡及应力腐蚀裂纹；随着施加应力的提高及残余应力的增大，H2S腐蚀倾晌增大；在H2S介质中和外加应力及残余应力的共同作用下，焊管的氢损伤机理既有氢致开裂，又有氢致应力腐蚀，应力不但促进氢致应力腐蚀，同时也促进氢致开裂过程；试验结果说明改进焊管焊缝表面质量、降低残余拉应力、控制工作应力是改善和控制焊管H2S腐蚀的重要措施。
研究了YAG（掺钕钇铝石榴石，Nd^+3:Y2Al5O12)激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺，设计制造了复合焊接机头，探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表，在比较宽的参数范围内YAG激光－脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观，无气孔等缺陷，熔深与激光单独焊比增加4倍，与脉冲MIG焊接比增加1倍以上，焊速显著提高，是一种理想的焊接工艺。
钢铁材料在熔焊及快冷条件下容易产生硬质相及裂纹，基材非溶化连接方法有利于解决这一难题。将液膜溶解扩散焊用于钢铁材料的连接，研究了喷熔温度对钢铁材料溶解扩散焊界面组织和性能的影响。结果表明，由液膜状态所表征的喷熔温度对接头组织和力学性能具有显著的影响。随喷熔温度的提高，一方面，界面Ni,Fe原子互扩散加剧，界面扩散结合层厚度增大，界面母材产生淬硬组织的倾向增大；另一方面，接头抗拉强度有所增加，硬度值提高。在硬度分布曲线上，硬度峰值位于界面处偏向热影响区的一侧。以静镜面状液膜状态对应的喷熔温度（700－800℃）工艺性能和焊区性能最优。保持静镜面液膜状态可获得无白口和淬硬组织的焊接区。
焊接柔性制造系统（WFMS）已经成为焊接自动化生产的一个重要的发展趋势。面对这样高度集成，高度复杂的自动化生产系统，采用单一的基于定量数学模型的传统控制理论和技术的控制系统已经不能对其实施有效的控制了。分布式人工智能（DAI）领域中的多智能体系统（MAS）的理论和技术已经应用于柔性制造系统。由于WFMS内在的分散性（时间、空间和功能上的分散性）以及它与MAS的内在联系和相似性，使得MAS成为WFMS的最佳控制策略之一。文章介绍了DAI中的MAS的概念和特点，讨论了MAS的网络结构及组织结构。针对WFMS的结构特点和焊接生产工艺特点，详细讨论了MAS系统和WFMS系统之间的内在联系以及MAS应用于WFMS的可行性。
近年来，TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能，因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料，文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术，因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状，重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况，指出了需要深入研究的问题。
(谭长瑛 张显辉 等)
(赵熹华 韩立军 等)
(张甲英[1] 马世宁[2] 等)
(赵洪运 刘喜明 等)
(李杰 张玉凤 等)
(胡绳荪 涂万红 等)
(薛小怀[1] 钱百年[2] 等)
(王惜宝[1] 贾凤锁[2])
(盖志武[1] 李东升[2] 等)
(荆洪阳[1] 朱政强[2] 等)
(张元彬 任登义)
(王新洪 曲仕尧 等)
(王春明[1] 段爱琴[2] 等)
(胥永刚[1] 蔡光军[2] 等)
(亚敏 戴福隆 等)
(李亚江 沈孝芹 等)
(石凯 胥聪敏)
(孙大谦 刘卫红 等)
(王者昌 陈怀宁)
(王建军[1] 杨学勤[2] 等)
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