摩擦疊焊單元成形達(dá)程研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣使用量不斷加大，迫使增加海洋石油資源的開采力度，油氣田開采的深度也在逐年增加。與陸上環(huán)境不同，深水環(huán)境的惡劣性對(duì)勘探和開采等一系列裝備的連接和日后維修造成一定的難度，這一問題日益受到重視。摩擦疊焊作為一種已經(jīng)證明了的可以用于深水鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)的新型固相連接技術(shù)，其相關(guān)研究成果將為我國(guó)海洋油氣開發(fā)從淺水走向深水的戰(zhàn)略目標(biāo)提供必要的技術(shù)儲(chǔ)備。
　　 本文在“國(guó)家自然科學(xué)基金——海洋結(jié)構(gòu)物摩擦疊焊單元成形過程研究”項(xiàng)目

2、依托之下，在前人對(duì)Q235鋼材的摩擦焊的研究基礎(chǔ)之上，對(duì)Q345鋼材摩擦疊焊焊接工藝及焊接單元成形過程中材料的塑性遷移和焊接過程中的聲發(fā)射特性問題進(jìn)行初步研究，以充分了解各相關(guān)因素對(duì)焊接單元成形過程的影響和規(guī)律，最終為提高摩擦疊焊的焊接質(zhì)量提供理論指導(dǎo)及依據(jù)。
　　 本文采用標(biāo)記示蹤技術(shù)，在塞棒底端中心位置嵌入標(biāo)記材料，選取焊縫區(qū)域縱向不同水平位置的試樣進(jìn)行拋光與腐蝕，腐蝕后試樣斷面處標(biāo)記材料的流動(dòng)分布情況能夠充分反映出材料在基

3、本單元成形過程(FHPP)中的塑性變形與流動(dòng)情況。另外，對(duì)同一試件足夠多的平行截面進(jìn)行圖像掃描和處理后，利用三維重建技術(shù)能夠重構(gòu)出標(biāo)記材料焊后流動(dòng)的三維模型，可以更加直觀的體現(xiàn)出焊接過程中材料變形和流動(dòng)的變化規(guī)律。
　　 本文在摩擦疊焊研究中首次引入聲發(fā)射這種新興的檢測(cè)手段，對(duì)摩擦疊焊焊接過程中的摩擦情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢測(cè)在不同焊接工藝條件下其焊接過程中的聲發(fā)射信號(hào)，提取特征信號(hào)，建立其聲發(fā)射參考模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)FHPP單元成形

4、過程中焊接質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)判。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于:國(guó)內(nèi)目前采用標(biāo)記示蹤技術(shù)多在于攪拌摩焊研究，三維重建技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用居多，而對(duì)于FHPP成形過程中示蹤材料的三維重建應(yīng)用研究尚無報(bào)道，因此該部分研究成果對(duì)我國(guó)后續(xù)研究摩擦疊焊成形機(jī)理和提高焊接接頭質(zhì)量將具有重要的理論意義。目前國(guó)內(nèi)外還未見有對(duì)FHPP成形過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)研究的先例，本文首次應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)焊接成形過程進(jìn)行監(jiān)控，因此本研究的系列成果將填補(bǔ)這一領(lǐng)域的空白