基于数字图像相关方法的焊接接头局部力学性能研究进展

锅炉、压力容器、管道等承压设备的制造均涉及到大量的焊接工艺。随着诸如应变强化等新型制造工艺以及设备向超高温服役环境的发展趋势变化,许多焊接结构设计及评价也逐渐从强度控制方法转向变形控制方法。因此,针对焊接接头局部力学性能,尤其是焊缝及热影响区不同区域力学性能的表征方法的研究显得日趋重要。本论文总结了现有的及近年来发展出来的热模拟、压痕、微试样和非接触测量等局部力学性能分析方法,并重点介绍了基于数字图像的非接触全场应变测量方法在局部力学性能测量上的应用研究现状,以及未来的发展方向。     

X80管道环焊缝强度的仪器化压痕测试应用

对接环焊缝的强度在高钢级管线中起重要作用。本文利用仪器化压痕法、常规拉伸试验法和维氏硬度法对X80的环焊缝、热影响区以及母材的材料性能进行测试,并比较仪器化压痕法和常规拉伸试验方法获得的强度结果。测试结果表明,仪器化压痕法可以给出对接环焊缝的屈服强度、抗拉强度,仪器化压痕法可以正确反映管线的焊缝与母材的匹配关系,还可以获得焊缝热影响区等更加精细的强度分布。通过对环焊缝进行常规拉伸与仪器化压痕法测得的强度对比发现,上游母材、焊缝中心及下游母材的屈服强度误差分别为6%、6.5%、7.5%,抗拉强度误差分别为16%、5.5%、3%。仪器化压痕法测得屈服强度基本低于常规拉伸的屈服强度,测得抗拉强度高于常规拉伸的抗拉强度。但仪器化压痕法测试结果与常规拉伸试验结果的规律一致,即母材强度大于环焊缝中心强度且上游母材强度低于下游母材。