基于HP VEE的超声波塑料焊接温度场检测系统

由于超声波塑料焊接具有升温速度快、局部生热、压力作用的特点使其温度场测量非常困难.文中采用基于HP VEE的温度场测量系统来测量超声波塑料焊接的温度场;并介绍了HP VEE的功能、该温度场测量系统的组成和采用该系统进行的超声波焊接PVC塑料的温度场检测试验.试验表明该系统能够高精度、快速、自动的检测超声波塑料焊接温度场.     

超声波塑料焊接温度场的数值模拟

针对在超声波塑料焊接瞬时、高温、高压情况下温度难以全面准确测量的特点 ,采用数值模拟的方法对温度场进行模拟 ;用高分子材料的动态热力学分析方法来分析超声波塑料焊接的生热量 ;通过试验 ,用焊接层的厚度来验证数值模拟的结果 ,并分析了试验结果和模拟结果之间误差的原因     

超声波塑料焊接温度场的有限元计算及检测

超声波塑料焊接具有瞬时、高压和多维的特点,其焊接熔化区域狭窄,瞬时温度场难以检测。文中对温度场进行了有限元计算,并用数字存储示波器记录了超声波塑料焊接温度场变化曲线,将二者结合起来定性分析了超声波塑料焊接温度场变化的趋势及产生变化的原因,证明压力的存在延缓了温度下降的幅度,要使焊接熔化区充分结合,可以加大压力和保持时间。     

NiTi形状记忆合金超声波焊接温度场数值计算与分析

NiTi形状记忆合金因具有优异的超弹性、形状记忆效应而被广泛应用。超声波焊接作为一种固相连接技术,在NiTi合金薄片材料的连接方面具有一定的优势,由于超声波焊接方法具有瞬时性且焊接过程十分复杂,所以难以通过试验观察的手段来研究其连接机理。针对NiTi形状记忆合金超声波焊接过程中温度难以监测的问题,采用ANSYS有限元分析软件建立NiTi合金的超声波焊接二维有限元分析模型,探究了超声波振幅对焊接温度场分布的影响规律,搭建热电偶测温平台采集焊接试验过程的温度数据对模型进行验证,结合数值模拟结果,分析了NiTi合金超声波焊接的连接机理。结果表明,焊接温度场与振幅呈正相关,在固定焊接条件下,振幅每增加5 μm,焊接最高温度约提高45℃。经试验测定,模拟结果与试验数据吻合较好,最高温度仅相差4℃,误差不超过最高温度的3%。将试验结果与模拟结果相结合,NiTi合金的超声波过程中铝没有熔化,接头为固相连接。     

塑料微流控芯片的超声波焊接键合的仿真

阐述了适合于塑料微流控芯片键合的超声波焊接的原理,设计了适用于微流控芯片的超声波焊接的两种导能筋,利用有限元软件模拟超声波焊接的过程,利用单元的"生死"和热焓法控制相变,计算出导能筋中温度场的分布情况,及微沟道在焊接过程中的变形情况.理论上验证了利用超声波焊接进行芯片键合的可行性.     

基于有限元分析钢板焊接温度场的影响因素

通过对有限元分析方法在焊接温度场中的应用进行研究,利用ANSYS软件的APDL语言以及单元“死活”技术模拟焊接的填充过程,较好的模拟焊接加热过程及整个温度场的瞬态变化并实现了参数化编程,利用有限元分析软件ANSYS对钢板焊接温度场进行动态模拟,建立高斯函数热源模型,对各项焊接参数的合理选择和优化提供有效的参考。     

超声波焊接金属界面温度仿真及实验研究

针对超声波焊接金属界面温度难以实时测量的问题,从能量角度建立了超声波焊接二维瞬态传热模型。利用ABAQUS计算了超声波焊接铝箔表面不同点处的温度历程,红外热像仪测量了焊接过程中铝箔表面温度历程曲线,铝箔表面最高温度计算值与实验值对比误差在5%以内,证明该模型具有良好的计算精度。再利用该模型计算了不同参数组合下超声波焊接铝箔界面的温度场,研究表明,超声波焊接铝箔界面最高温度不超过金属熔点的50%;得到了焊接界面最高温度与速度、声极振幅和法向压力的关系,其中,焊接最高温度随焊接振幅的增加而增加,随焊接速度的增加而减小。本研究结果对于揭示超声波焊接成型热过程机理及热机耦合应力过程的研究具有重要意义。     

铝/钢大功率超声波焊接过程模拟与试验验证

为了揭示大功率超声波焊接机理,以6061-T6铝合金和DC04低碳钢作为工件材料,建立了大功率超声波金属焊接的三维有限元热力耦合模型,模拟了焊接温度场以及工件塑性变形过程.模型中的焊接热源与超声功率有关;工件的超声软化与焊接振幅及频率相关.模拟结果表明:超声电功率转化为焊接热量的转化率呈指数上升,随后近似稳定;焊接区域...     

薄板T型接头TIG焊温度场的研究

运用大型有限元分析软件ABAQUS,建立了适当的模型对薄板T型TIG焊接接头的温度场进行了数值模拟。模拟中考虑了随温度变化的材料性能,考虑了模型的对流和辐射换热以及潜热的影响。采用热电偶测量了典型位置的温度场以验证模拟结果,结果表明,建立的模型能较准确地模拟薄板TIG焊的温度场。     

基于单元生死焊接温度场应力场模拟研究

在用有限元进行焊接温度场的数值计算中，通过“控制单元的生死”来模拟焊缝的形成和焊接热量的输入，利用计算结果对焊接结构的温度场及残余应力进行分析，模拟结果与实测结果吻合较好，表明本计算方法能够准确计算焊接温度场，是一种实用的工程计算方法，对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用。     

焊接变形预测与控制的研究进展

综述了焊接变形预测和控制的研究现状，介绍了对焊接变形进行预测的几种常用理论和方法，包括热弹塑性理论、考虑相变和耦合效应的有限元分析、粘弹塑性有限元分析、残余塑变法、相似理论、人工神经网络的应用等。同时介绍了控制焊接变形的几种方法，如反变形法、控制工艺参数、控制温度场以及系统综合分析等。最后讨论了焊接变形研究中需要解决的几个问题。     

厚板窄间隙多道埋弧焊温度和残余应力分布

通过有限元数值模拟的方法,分析厚板窄间隙埋弧焊的温度分布,同时给出了厚板上、下表面和厚度方向上的残余应力分布曲线.通过热电偶构成的温度测量系统测得试板特定点上的温度分布,且在焊接完成冷却一段时间后利用盲孔法测量了试板上、下表面特定点上残余应力大小.有限元计算结果和试验测量结果吻合较好,证明了该有限元模型的合理性,为评价焊接接头性能提供了参考.特别是,在厚度方向上不便测量的残余应力分布曲线可以通过有限元数值模拟的方法获得,为实际考查厚板内部残余应力分布提供依据.对于两者结果有较大偏差的地方,分析该偏差出现的原因.     

基于彩色CCD的摩擦焊接温度场测量系统

根据彩色CCD三基色测温原理,设计了摩擦焊接的温度场测量系统.采用CCD摄像头对焊接界面进行高速、连续拍摄,得到温度场图像,DSP对图像进行预处理后,对温度进行计算,然后使用伪彩色增强方法,通过不同颜色来反映焊接界面各部分的动态温度分布状况.为提高测量的精度,通过黑体炉实验对计算公式中的参数进行标定,并根据实验数据进行了插值修正.TMS320DM647的高速运算能力和丰富的片上资源保证了测量的实时性,伪彩色处理后的温度场图像可以方便、直观地反映出温度场的分布.     

HFCVD衬底三维温度场有限元法模拟

热丝化学气相沉积(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)方法制备金刚石薄膜设备简单,成本低廉,适合大面积金刚石膜的产业化生产,其中衬底温度是沉积高质量CVD金刚石膜的重要参数之一.基于此,首先分析大面积HFCVD系统的热交换过程,建立大面积HFCVD系统衬底温度场的三维有限元模型.与传统纯热辐射模型相比,本模型更加接近实际系统,并较好符合试验测定的结果.根据三维有限元模型开展对大面积HFCVD系统衬底温度场的有限元仿真研究,得到HFCVD系统衬底温度场的三维分布规律,并讨论热丝直径、热丝温度、热丝根数、热丝-衬底距离和水冷散热系数等对衬底温度大小及均匀性的影响.仿真结果表明,在适宜金刚石膜生长的参数范围内,热丝参数和衬底接触热阻对衬底温度大小有显著影响,由于衬底内部的三维热传导使得衬底温度场更加均匀,各参数对衬底温度场的均匀性影响不大.研究结果为高质量制备金刚石膜提供理论基础.     

改性PBT材料超声波焊接工艺研究

PBT材料（聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名Polybuylene）是五大泛用工程塑料之。改性PBT材料被广泛应用于各领域。通过研究超生波焊接改性PBT材料,分析不同玻璃纤维比例的改性PBT材料焊接特性,来制定最佳的焊接工艺参数,并总结出不同玻纤配比的PBT材料焊接参数变化规律。     

Analytic temperature field solution of dual laser welding heat sources and application in static recrystallization

The explicit temperature function of dual laser welding was presented, and the effect of welding pass distance and heat source distance on the thermal history was analyzed. There was excellent correlation between analytically solved and finite element method (FEM)-predicted dual laser welding temperature field. The analytical temperature function is applied to study the static recrystallization kinetics upon dual laser welding of nanobainite steel. By calculation, the optimal welding process parameters can be obtained when the static recrystallization fraction takes the maximum value. The corresponding temperature is above the martensite transus temperature and is appropriate to produce sufficient plastic strain in the austenite grains.     

Ultrasonic thermometry for friction stir spot welding

This investigation presents the feasibility of ultrasonic temperature measurement of friction stir spot welding (FSSW). FSSW is an automated solid state joining process. Thermal profiles of the weld zone are crucial for implementing informed process changes to improve weld quality. Ultrasonics present a novel and non-invasive method of monitoring changes in temperature.Ultrasonic time of flight (TOF) measurement method is used to calculate the temperature of Al 6061 as it is heated. Comparisons of the ultrasonic temperature calculations with thermocouple readings confirm the accuracy of the ultrasonic system. The ultrasonic signal is then recorded during spot welding and processed. The results show that ultrasonic technology is a feasible method of monitoring the heating and cooling profiles of the weld zone during welding. The paper also discusses challenges presented by the system as well as recommendations for its future implementation in the friction stir welding manufacturing industry.     

注射模具调温系统设计

模具温度(模温)指模具型腔和型芯的表面温度。不论是热塑性塑料还是热固性塑料成型,模具温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。主要介绍一防护罩制件注射模具调温系统设计方法,通过有效的对模具温度进行调节,对模具进行冷却或加热,必要时两者兼有,从而达到控制模温的目的。