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焊缝应力集中的磁记忆信号特征研究

陈鑫彧  
【摘要】:压力容器的焊缝在工作中常承受着高温、高压、腐蚀、疲劳等影响,工作条件非常复杂、苛刻,又由于焊接位置往往是高应力集中区并常存在着焊接缺陷,因此很容易发生焊接失效。所以焊接设备安全可靠的运行、防治事故的发生,是涉及国家财产及人民安全的重要问题,具有重大的经济价值和社会效益。磁记忆检测技术作为一门新兴的无损检测方法,不仅能够检测出材料塑性变形及宏观裂纹,还能有效评价焊缝的应力集中及微观缺陷,因而在焊缝的质量评定方面有广阔的应用前景。 本文通过焊缝的磁记忆检测试验,分别从梯度、极值、差值、零值、过零点次数等多方面、多角度,对拉、压两种载荷状态、未焊透和固体加渣两种缺陷类型、静拉伸与拉-拉疲劳载荷、应力腐蚀与腐蚀疲劳下焊缝的磁记忆信号特征做了对比分析。 通过本文的研究,分析了拉、压载荷状态对应的不同磁记忆信号特征,并且把磁记忆技术与焊缝典型缺陷类型检测评定结合起来,得出了未焊透磁记忆信号波宽的变化比较大,而固体夹渣用磁记忆信号梯度来表征更为敏感。通过对比固体加渣和未焊透两种缺陷试件受载荷下的磁记忆信号变化规律,研究了磁记忆特征信号在焊缝缺陷种类确定和缺陷严重程度评价上的可行性与有效性,使磁记忆技术在对焊缝的质量评价上扩展到了缺陷定型、定量的领域。 同时本文总结了静拉伸与拉-拉疲劳载荷下磁记忆信号的变化规律,以及应力腐蚀和腐蚀疲劳下磁记忆信号的不同表征,结果发现,静载荷下磁记忆信号随载荷增加斜率逐渐变大,并在弹性阶段内较屈服阶段内变化明显;疲劳载荷下,磁记忆信号曲线波动起伏较多;应力腐蚀磁记忆信号常出现两种曲线形貌交替变化的特征变化;而腐蚀疲劳下磁记忆信号曲线位置、形貌没有较大波动。通过本文的研究,也为磁记忆技术在工程实际中对各种破坏形式的判据提供了数据基础与实验基础。


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