環焊縫的案例
關于圓柱環焊縫焊接模擬的移動熱源加載問題！
各位高手，誰做過環焊縫溫度場模擬的例子，或有這方面的經驗的，能不能幫幫我啊，我現在在做這樣一個模擬，感覺做直焊縫的例子很多，但是環焊縫的卻很少，誰有這方面的APDL資料能不能共享一下呢？請大家多幫忙吧！
技術 | 5083鋁合金焊縫開裂的原因分析及預防措施
5.2 宏觀金相分析
將圓柱與支管焊接接頭環焊縫沿縱剖面等分成4份，觀察4個縱剖面焊接接頭情況。環焊縫產生裂紋一側的情況見圖4(a)所示，裂紋由焊縫與支管的表面熔合線處起裂，未沿焊縫熔合線縱向繼續開裂，而是沿母材開裂。環焊縫未產生裂紋一側的情況見圖4(b)所示，未發現缺陷。
5.3 微觀金相分析
環焊縫產生裂紋一側，在焊縫與支管交接的熔合線上拋光態下可觀察到腐蝕形貌，如圖5所示，在支管表面也觀察到一處腐蝕形貌(圖5右上)。
在焊縫側也觀察到腐蝕形貌(圖6)，裂紋呈較寬直線狀(圖5)。侵蝕后的形貌見圖7，裂紋起裂部位為焊縫與支管交接的熔合線處的腐蝕坑，起裂后裂紋沿支管橫截面基體裂開。
環焊縫未產生裂紋一側，焊縫與支管交接的熔合線處拋光態下可觀察到腐蝕形貌，焊縫側也觀察到嚴重腐蝕形貌，見圖8。侵蝕后形貌見圖9。腐蝕位于熔合線處和焊縫表面。
5.4 斷口分析
母材的拉伸斷口形貌如圖10，呈韌窩特征。裂紋處斷口表面有很厚的腐蝕產物，腐蝕產物中有氧、硫、氯等元素。
將斷口清洗后觀察，但可觀察的新鮮斷口很少，斷口呈多源斷裂特征，已交匯形成臺階，見圖11。
六 、討論
由以上分析結果可知：①5083鋁合金圓柱、支管化學成分滿足要求。②5083鋁合金支管材料力學性能不穩定，No1檢查結果合格，No2檢查結果不合格，說明母材本身存在質量缺陷。③在使用過程中發生斷裂試樣的環焊縫四周的熔合線處均已產生腐蝕坑，腐蝕坑主要位于靠近支管的焊縫處。斷裂僅在環焊縫受向上拉力一側的支管上發生，在環焊縫受向壓力的對面一側未發生。④支管母材拉伸試樣的斷口呈韌性斷裂特征，而使用過程中發生斷裂試樣的斷口呈脆性斷裂特征。
展開 斷弧焊到底怎么焊才能行...
一、半自動焊常出現的焊接缺陷
1．管道環焊縫平焊、仰焊兩處位置經常是在進行熱焊時由于熔池溫度過高，焊道熔深增大，且因受重力作用，鐵水下滴，造成焊道燒穿或在仰焊位置形成根焊內凹。
2．根焊道經過打磨清理后，存在著薄厚不均的情況。由于半自動焊熔池溫度高、熔深大，在根焊道較薄的位置假如仍然采用常規的方法進行焊接，極有可能將根焊金屬全部熔化而出現燒穿現象。
3．在蓋面焊仰焊位置，當熔池溫度過高，焊接時鐵水因自重易下墜滴落，不易控制熔池外形和大小，從而造成焊道外觀成型超高、過窄、咬肉等缺陷。
二、斷弧焊的基本原理及焊接方法
1．基本原理：固然上述出現的焊接缺陷各異，但產生各種缺陷的原因卻都有一個共同之處：熔池溫度過高。因此斷弧焊的基本原理就在于當焊接中熔池溫度過高時利用斷弧方式使熔池短暫的冷卻，然后再繼續焊接，從而將熔池溫度控制在較為合適的范圍內。
2．焊接方法：按照正常運條角度起弧，形成熔池后也按常規運條方法運條，然后立即斷弧（一步一斷法）或向前形成幾個焊波后斷弧（幾步一斷法），斷弧后熔池稍一冷卻迅速起弧，形成下一個熔池，再斷弧、起弧……如此反復進行。（焊接時具體采用“一步一斷”還是“幾步一斷”應根據熔池溫度公道選擇）
三、斷弧焊的應用及操縱要領
1．當管道環焊縫在平焊、仰焊位置及根焊打磨較薄處進行熱焊時，發現熔池溫度過高（熔池增大）即可采用斷弧焊進行焊接過渡直至離開危險區域。這樣即可有效避免燒穿及內凹現象的發生。
2．當進行蓋面焊仰焊位置焊接時，起弧形成熔池后，迅速橫向擺動將鐵水攤開形成片狀，使金屬與兩側坡口母材熔合良好，然后斷弧、起弧、斷弧……直至完成仰焊位置的蓋面焊。
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一、半自動焊常出現的焊接缺陷
1．管道環焊縫平焊、仰焊兩處位置經常是在進行熱焊時由于熔池溫度過高，焊道熔深增大，且因受重力作用，鐵水下滴，造成焊道燒穿或在仰焊位置形成根焊內凹。
2．根焊道經過打磨清理后，存在著薄厚不均的情況。由于半自動焊熔池溫度高、熔深大，在根焊道較薄的位置假如仍然采用常規的方法進行焊接，極有可能將根焊金屬全部熔化而出現燒穿現象。
3．在蓋面焊仰焊位置，當熔池溫度過高，焊接時鐵水因自重易下墜滴落，不易控制熔池外形和大小，從而造成焊道外觀成型超高、過窄、咬肉等缺陷。
二、斷弧焊的基本原理及焊接方法
1．基本原理：固然上述出現的焊接缺陷各異，但產生各種缺陷的原因卻都有一個共同之處：熔池溫度過高。因此斷弧焊的基本原理就在于當焊接中熔池溫度過高時利用斷弧方式使熔池短暫的冷卻，然后再繼續焊接，從而將熔池溫度控制在較為合適的范圍內。
2．焊接方法：按照正常運條角度起弧，形成熔池后也按常規運條方法運條，然后立即斷弧（一步一斷法）或向前形成幾個焊波后斷弧（幾步一斷法），斷弧后熔池稍一冷卻迅速起弧，形成下一個熔池，再斷弧、起弧……如此反復進行。（焊接時具體采用“一步一斷”還是“幾步一斷”應根據熔池溫度公道選擇）
三、斷弧焊的應用及操縱要領
1．當管道環焊縫在平焊、仰焊位置及根焊打磨較薄處進行熱焊時，發現熔池溫度過高（熔池增大）即可采用斷弧焊進行焊接過渡直至離開危險區域。這樣即可有效避免燒穿及內凹現象的發生。
2．當進行蓋面焊仰焊位置焊接時，起弧形成熔池后，迅速橫向擺動將鐵水攤開形成片狀，使金屬與兩側坡口母材熔合良好，然后斷弧、起弧、斷弧……直至完成仰焊位置的蓋面焊。
展開 
技術 | LNG儲罐9%Ni鋼焊接技術難點分析及解決方案
附表 焊接工藝參數
4.2焊接設備的選用
由于9%Ni鋼內罐環縫長度是縱縫的近4倍，為加快施工進度，提高焊接效率，環縫采用埋弧自動焊。施焊時，焊接行走機構吊掛在儲罐壁板上，先焊接焊縫外側，打底層時采用雙面機架，背面焊劑保護，外側焊接結束后進行碳刨清根打磨，滲透檢測合格后采用同樣的方法焊接內側。儲罐立焊縫采用焊條電弧焊。
4.3焊接電源
選用某型弧焊電源與埋弧焊機配套使用，通過調節方波的波形可以調整熔深和焊道形狀，焊絲負半周不會產生電弧偏吹，電弧與電弧的干擾由相位轉換控制。
4.4焊道布置
在環焊縫埋弧自動焊時，為減少焊縫拘束應力，防止產生焊接冷裂紋，以及提高焊接接頭的低溫韌性，采用多層多焊道，δ=14.3mm的環焊縫，大坡口側采用3層6道，背面焊2層，3臺埋弧焊機均布，同向、同步施焊。
4.5焊接工藝控制
線能量控制：焊工嚴格按批準的WPS進行操作，現場由專職線能量記錄員進行抽檢，以保證線能量控制在規定范圍。
層間溫度監控：現場配備測溫儀，層間溫度達到要求后再次施焊，焊接檢驗員抽檢。
施焊環境監控:現場由焊接工程師控制，超過規范要求，停止施焊。
焊縫返修控制：9%Ni鋼只允許返修一次，返修操作嚴格按程序進行。先碳弧氣刨，清除缺陷，將刨槽打磨，清除表面氧化層，然后進行PT檢測，確認缺陷已清除，再用原焊接工藝進行修補，再用砂輪將焊縫表面打磨光滑，最后經RT檢測合格。
4.6打磨作業
打磨采用專用氧化鋁砂輪及不銹鋼絲刷。焊前將坡口面及坡口兩側15～20mm寬度范圍內的鐵銹、油污等清理干凈；碳刨清根后打磨清除表面氧化層，打磨深度至少1.6mm；在焊接結束后對焊縫進行成形打磨，表面不得有妨礙無損檢測的缺陷存在。
展開 硫酸裝置液硫焚燒單元關鍵設備的腐蝕控制
典型案例分析
01
鍋爐汽包上升管焊縫開裂
上升管與汽包環焊縫出現裂紋，并向母材擴展，見圖2。
02
鍋爐下降管與換熱筒體連接焊縫開裂
鍋爐下降管與換熱筒體連接焊縫發生開裂，并且裂紋沿環焊縫方向快速延伸。焊縫連接管的原厚度為8mm，測量值在6.8~7.5mm(見圖3)，厚度略有減簿。
03
開裂原因分析
通過腐蝕分析，兩處開裂均為堿脆，特征是發生在處于堿環境的設備和管道中，從表面起裂，主要發生在未經焊后熱處理的焊縫的熱影響區。pH值是鍋爐水水質控制的重要指標，在鍋爐水中含有一定量的鈉離子，在氣液交界面或出現水濃縮的滯流區會形成堿性物質(燒堿)的濃縮，在溫度和殘余應力作用下易形成堿開裂。
碳鋼在苛性堿環境中的腐蝕風險見圖4。
由圖4可知，碳鋼在金屬溫度小于46℃時不易出現腐蝕性開裂；溫度在46~82℃，開裂敏感性是堿液濃度的函數。裝置運行時需關注溫度的變化，且應監控鍋爐水中鈉離子含量，避免溫度變化造成的堿濃縮，導致碳鋼的堿開裂。
腐蝕控制方法
常見的腐蝕控制方法有：選材優化、涂層防腐、陰極保護、工藝防腐、腐蝕監檢測以及腐蝕控制操作窗口等，對于該單元的關鍵設備，可采取腐蝕監檢測策略，見表5。
展開 IGM焊接機器人在生產中的應用案例分享
此外，半自動化焊接時焊工操作水平參差不齊，焊縫成形不美觀，堆積較多的熔化金屬，增加了后續修磨交驗等工序的工作量，而且大量的打磨容易傷及母材并造成車間煙塵。同時，交驗合格率低下，多次的返修、補焊和修磨，產品質量無法保證，在生產量較大的情況下，難以滿足生產要求。自動化焊接因其固定的運行程序，焊接過程穩定，焊縫成形美觀，質量可靠，焊后打磨量較小，大幅降低車間勞動強度，能有效解決上述半自動化焊接帶來的種種難題。這樣不僅有助于提高轉向架焊接自動化率，而且為公司成為軌道交通裝備行業世界級企業奠定基礎。
2. 轉向架橫梁焊接結構特征分析
橫梁組成的結構如圖1所示，B型地鐵的橫梁結構是由兩個橫梁鋼管、兩個縱向梁組成、兩個電動機吊座組成和兩個齒輪箱吊座組成構成的“井”字形閉合結構。在橫梁組成中電動機吊座組成、縱向梁組成、齒輪箱吊座組成與橫梁管連接的直焊縫采用自動化焊接，電動機吊座組成、齒輪箱吊座組成與橫梁管的環焊縫部分采用自動化焊接，其余焊縫采用半自動化焊接。整體橫梁組成中大多數焊縫形式為管板T形接頭環形焊縫和直焊縫。其中縱向梁組成、齒輪箱吊座組成以及電動機吊座組成等部件與橫梁鋼管連接的主要坡口形式包括10HY、12HY及15HY。
3. IGM焊接機器人介紹
（1）機器人本體及變位機
轉向架構架橫梁組成使用奧地利IGM公司的IGM機器人進行焊接。該焊接機器人使用6軸設計，所有軸均為交流伺服電動機驅動，帶焊木倉座及焊木倉碰撞傳感器。整個系統采用全數字化的控制技術，包括系統各部分與控制柜和焊接電源之間的通信皆為數字化控制。整個系統采用總線連接，能讓所需連接電纜更少，數據處理速度更快，控制更加精確。焊接B型地鐵橫梁組成時使用的是雙聯動C型變位機，它能根據橫梁組成的結構以及焊縫相對位置，將焊縫調整到理想的焊接位置進行焊接。
展開 氬弧焊技術操作規程
對薄板對接焊縫應用引弧板和熄弧板，并用鋼性夾固以防變形；對環焊縫，焊縫首尾應重疊10—20mm。
4．8焊接時應注意焊縫表面的顏色，以判斷氬氣的保護效果，對于不銹鋼以銀白、金黃色最好，顏色變深、變灰黑都不好。
4．9熄弧后焊槍應在焊縫上保持3—5秒，直到鎢 極熔池區冷卻后再移走焊槍，關閉氬氣。
4．10焊后對焊件進行檢查。
5、 焊接過程中或焊后發現缺陷必須返修
5．1發現缺陷先分析原因，訂出措施，對裂紋還應找出首尾。
5．2重要焊縫同一部位返修不超過兩次。
5．3當一條焊縫有三分之一以上不合格時，該焊縫應全部返修
展開 淺談海外長輸油氣管道工程水壓試驗“試壓包”的編制
在長輸管道下溝后、回填前，承包商應對每個管道環縫的坐標和高程進行測量，所得數據稱為竣工測量數據。承包商應按照竣工測量數據，使用紅色記號筆在施工線路圖上標注出管線的實際走向及高程，并精確標出水壓試驗段落的起點和終點，以及起點終點的管道管號、熱號和焊口號等信息。
3) 水壓試驗壓力計算及信息表。為了便于試驗壓力值的批復，承包商應將水壓試驗壓力的選擇和計算過程的詳細信息羅列在壓力計算表上，并附上試驗段的詳細信息，如：試壓段長度、總容積、最高點位置及壓力值、最低點位置及壓力值、最小壁厚值、特定溫度時壓力與溫度變化計算表、壓力與體積變化計算表等等。
4) 試驗壓力曲線示意圖。為了更直觀地展現試驗壓力在管線不同里程位置的變化，及試驗壓力最高最低點未超出試驗壓力界限規定，應根據竣工測量數據編制出試驗壓力曲線的示意圖，示例如圖2。
5) 管道充水、試壓和排水示意圖。該示意圖中應包括：水源位置、上水泵位置、試壓封頭連接布置、試壓儀表連接布置、排水點位置、臨時管道線路走向、緊急集合點、需要隔離的安全區域等信息，使人一目了然，便于試壓準備工作的批復和現場管理。
6) 管道組焊簿（welding and pipe book）。管道組焊簿是管道施工及檢測結果的匯總表，猶如管道的詳細“傳記”，在匯總表中包含了管道的熱號、管號、長度、厚度、組對順序、焊工號、環焊縫外觀檢查報告號、無損檢測報告號、返修記錄號、管道防腐記錄號、管道下溝回填記錄號、環焊縫坐標測量記錄號等信息。項目監理及業主在對上述信息和施工記錄進行核實后，批復管道組焊薄，并歸檔于試壓包。
7) 試驗用水化驗證書。為了避免水壓試驗時試壓水對管道的腐蝕和排放時對環境的污染，試壓規范對試壓用水的水質有嚴格要求，例如，水的PH至應在5-8之間，含鹽量小于1000mg/l等。
展開 焊接基本知識匯總
03 焊縫附近區域的命名
焊縫區和熱影響區。熱影響區分為熔合區，過熱區，正火區，部分相變區。熔合區和過熱區的力學性能較差。
04 焊接的常見缺陷
氣孔，夾渣，未焊透，未熔合
05 焊接應力和焊接變形
應力如何消除。焊接變形矯正有機械矯正和火焰矯正
06 埋弧焊的優缺點
焊接效率高；焊接質量好；容易自動化；無輻射和噪聲。焊接位置受限，常用于平焊；不適合焊接小，薄件；設備比較貴。
07 焊接英文
母材：base mental parent mental
熱影響區：heat affected zone
過熱區：overheated zone
焊縫區：weld zone
焊縫：weld
定位焊縫：tack weld
承載焊縫：strength weld
連續焊縫：continuous weld
間斷焊縫：intermittent weld
環焊縫：girth weld
密封焊縫：seal weld
角焊縫：fillet weld
工地焊接，現場焊接：field welding
補焊：repair welding
預熱：preheat
后熱：postheat
焊接殘余應力：welding residual stress
焊接變形：welding deformation
焊件：weldment
08 焊縫的位置
這個涉及較廣，是設計工程師和計算工程師要重點學習的。
09 焊接質量的檢驗
目視法和無損檢驗。無損檢驗有，滲透法，磁粉，射線，超聲波
10 目視焊接質量
展開 首個問世！我國突破長壁板精密彎曲成形、長筒段裝配及焊接等多項關鍵技術
03
工程應用前景廣闊
長筒段將現有多個筒段整合為一，以5米級長筒段為例，可消除2條環向焊縫、縮短焊縫長度21米，有效提高了火箭結構的可靠性。
尤為重要的是，生產效率可提高30%以上，研制成本可降低20%以上。該技術符合航天產品研制的發展趨勢，是應對高密度發射任務、高質量保成功的有效途徑。后續，該技術將應用于新一代運載火箭中。
來源：上海航天、直觀學機械
管道應力分析規范更新影響ASME B31.3 應力范圍及其對管道設計的影響
B31.3 附錄 W 規則引用了更復雜的 ASME 第 VIII 部分，Div 2 焊接疲勞曲線（因為 B31 參考方程是環向對接焊縫），但產生的斜率和平均曲線與 “Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化因子的實驗評估”以及上面的公式 3。
準確確定高循環管道系統中的許用應力
斜率從 5 更改為 3，正確降低了許用應力，并消除了循環次數超過 40,000 次的循環管道系統的不保守性質。
應力范圍系數的更改基于“Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化系數的實驗評估”論文，該論文通過 Paulin 研究小組實驗室使用懸臂梁和非加固預制三通進行的大量疲勞測試進行了驗證。 目的是確定更廣泛的循環范圍以建立更好的曲線擬合。 結果表明曲線的斜率與 A.R.C. 的斜率不同。 馬克最初是通過疲勞測試在他的發現中做出預測的。
圖 2： 環焊縫與 Markl 曲線之間的平均曲線比較
因此，確定了最佳曲線擬合，并表明應力范圍曲線擬合應為 Sf = 2330N-0.335，以獲得最準確的許用應力預測。 這些更新的斜率進一步符合 ASME 第 VIII 部分第 2 部分第 5 部分焊接疲勞曲線以及世界各地使用的大多數其他焊接疲勞曲線。
START管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力軟件和 B31 一致
START 管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力分析軟件解決方案實施了 2022 年 B31.3 版本規范中現已發布的斜率更改，用戶可以在 ASME B31.3 和 ASME B31.1 的各種管道規范版本之間切換 。
展開 基于LS-DYNA的埋地天然氣管道物理爆炸毀傷研究
表1.1 現場實測彈坑的形態與尺寸參數表
彈坑深度
3.2m
彈坑寬度
北側
中間
南側
12.12m
13.81m
14.32m
彈坑長度
23.20m
起裂管中間展開寬度
3.0m
南側中間處展開寬度
2.58m
北側中間處展開寬度
2.23m
南側止裂處距第一道環焊縫長度
1.81m
北側止裂處距第一道環焊縫長度
2.24m
壓力容器基本結構及制造過程
受壓元件中，圓柱形筒體、球罐 (或球形封頭)、橢圓形封頭、碟形封頭、球冠形封頭、錐形封頭和膨脹節所對應的殼分別是圓柱殼、球殼、橢球殼、球冠+環殼、球冠、錐殼和環形板+環殼。
而平蓋 (或平封頭)、環形板、法蘭、管板等受壓元件分別對應于圓平板、環形板 (外半徑與內半徑之差大于10倍的板厚)、環 (外半徑與內半徑之差小于10倍的板厚)以及彈性基礎圓平板。
上述7種殼和4種板可以組合成各種壓力容器結構形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就構成了一臺完整的壓力容器。圖1-1為一臺臥式壓力容器的總體結構圖，下面結合該圖對壓力容器的基本組成作簡單介紹。
筒體
筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內直徑和容積往往需由工藝計算確定。圓柱形筒體 (即圓筒)和球形筒體是工程中最常用的筒體結構。
筒體直徑較小 (一般小于1000mm)時，圓筒可用無縫鋼管制作，此時筒體上沒有縱焊縫；直徑較大時，可用鋼板在卷板機上卷成圓筒或用鋼板在水壓機上壓制成兩個半圓筒，再用焊縫將兩者焊接在一起，形成整圓筒。由于該焊縫的方向和圓筒的縱向 (即軸向)平行，因此稱為縱向焊縫，簡稱縱焊縫。
若容器的直徑不是很大，一般只有一條縱焊縫；隨著容器直徑的增大，由于鋼板幅面尺寸的限制，可能有兩條或兩條以上的縱焊縫。另外，長度較短的容器可直接在一個圓筒的兩端連接封頭，構成一個封閉的壓力空間，也就制成了一臺壓力容器外殼。
展開 鋁及鋁合金水平固定管焊接操作技法
制氧塔高為25m，直徑為2.8m，鋁板厚為16mm，塔體縱環焊縫均采用X型坡口雙面焊接。塔內各種直徑管路全部為鋁合金材料。管子直徑從φ10mm到φ300mm不等，管壁厚從3mm到8mm，焊縫空間位置不僅有水平位置，還有45°位置，給鋁合金的焊接帶來了一定的困難。在施焊中，全部采用了交流鎢極氬弧焊。整個工程質量很好，焊縫外觀干凈、整齊，焊縫均勻、漂亮，探傷合格率為98.3%，氣壓試驗一次合格。
單面焊雙面成型焊接技術，是上世紀八十年代起被國家確定為焊工取證考試的重要項目，隨著單面焊雙面成型技術的提高和普及，它被廣泛應用到實際教學和工業生產當中去，為了更好提高發揮單面焊雙面成型焊接技術，經過我們對鋁及鋁合金水平固定管的單面焊雙面成型焊接技術的探索及研究，總結出一套鋁及鋁合金水平固定管的焊接方法，本文僅對鋁及鋁合金水平固定管的單面焊雙面成型焊接方法加以論述。
1、焊件裝配
焊件裝配見圖1。
2 、焊前準備
（1）、母材：5A05（LF5）。
（2）、焊接材料：焊絲SA1Mg5(HS331)，直徑為3.0mm。保護氣體為氬氣，純度為99.95%。
（3）、焊接電源：WS-400型手工鎢極交流氬弧焊機。
（4）、清理：焊接鋁及鋁合金清理工作特別重要，包括焊絲的清理。焊接10-15mm范圍內的油污雜質等，必須清理干凈露出鋁及鋁合金的金屬光澤。焊件采用機械清理方法，先用丙酮除掉油污，然后用不銹鋼絲刷來回刷幾次，用刮刀將坡口內清理干凈。焊絲用堿洗法清洗，步驟如下：
①、用丙酮除去焊絲表面油污。
②、在15%氫氧化鈉水溶液中清洗10-15min。
③、冷水沖洗。
④、在30%硝酸溶液中清洗2-5min。
⑤、冷水沖洗曬干。
（5）、試件組對間隙見圖1，始焊端為1mm,終焊端1.5mm，組對時使用管卡具。
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