2A12铝合金真空电子束焊接气孔缺陷分析

在电子束焊接试验的基础上,研究了真空电子束焊接2A12时焊缝接头的力学性能;探讨了电子束焊接2A12时,影响焊缝强度的主要因素是在焊接过程中产生的气孔缺陷,同时分析了2A12铝合金焊缝气孔产生的倾向和表面焊前清理、焊接参数、预热以及重熔方法之间的关系.结果表明,在采取一定的焊接工艺措施后,接头中的气孔缺陷可得到很好地控制,保证了焊缝所需的力学性能,满足设计使用要求.     

基于田口方法铝合金电子束焊接工艺参数优化

为获得神州系列某型号5A06铝镁合金过滤器产品电子束焊端面优良焊缝,需要通过大量试验以获得最佳焊接参数。故利用Minitab中的田口方法来减少试验次数,降低研发成本,并评定焊接因子及其交互作用对焊缝的影响,最终得出各焊接因子对焊缝质量影响的主次,为焊接工艺优化及熔池研究提供焊接工艺参数。优化结果:聚焦电流274 m A,焊接束流14.5 m A,焊接速度5 rpm,高压60 k V,工作距离52 mm,向材料内部聚焦0.1 mm为最佳参数组合,且3个焊接因子中聚焦中心对焊缝成形影响最大。通过试验对优化后的焊接工艺参数进行验证,满足产品质量要求。结果表明,该方法可为铝合金电子束端面焊接合理选择焊接工艺参数和保证焊接质量提供参考依据。     

奥氏体不锈钢电子束单面焊双面成形焊接技术

对奥氏体不锈钢电子束单面焊双面成形焊接技术进行研究,通过焊接试验,获得电子束焊缝全部焊透,背面无明显焊瘤,成形良好的奥氏体不锈钢电子束单面焊双面成形焊接工艺参数。     

TA15M钛合金电子束焊接工艺

针对66mm厚TA15M钛合金件的真空电子束焊接,从焊接工艺、材料、机械性能进行系统性分析,研究了不同焊接工艺参数对接头组织、力学性能及残余应力状态的影响,提出了合理的焊接工艺。试验结果表明:随着焊接速度加快,焊缝及热影响区宽度减小,焊接残余应力呈降低趋势;焊缝抗拉强度接近母材,焊后普通退火(800℃×2.5h,AC)热处理可使TA15M钛合金电子束焊接快速热循环造成的亚稳态组织(α'、亚稳β)充分分解,使焊缝硬度、强度和塑韧性均有很好的表现。     

航天用过滤器电子束焊接成形控制研究

为获得航天用过滤器电子束焊焊接的优良焊缝开展了试验研究。通过设计焊接工装和调试焊接工艺参数对过滤器进行试焊,并对焊接缺陷进行分析,得到影响该过滤器焊接质量的关键因素。通过不断改进设计该过滤器焊接的定位与加紧工装,并对焊接工艺参数进行优化,获得最佳焊接工艺参数组合,不仅满足了过滤器焊接质量要求,而且大幅度提高了产品焊接质量。该方法可为此类产品获得可靠的焊接质量提供参考依据。     

薄铌板电子束焊接工艺研究

超导铌腔是高能加速器的重要组成部分,采用高真空电子束焊接工艺对超导铌腔进行加工制造时,铌板焊接试验可以为超导铌腔的制造提供可行的焊接参数。据此,主要研究了薄铌板的焊接试验流程。在不同焊缝质量要求下,通过改变聚焦电流和焊接电流大小的方式,快速找到符合要求的参数值,然后对这些参数进行试验,观察其焊缝是否可行。结果表明,试验方法切实可行,效率高,焊缝质量可以达到预期目标。     

2A14高强铝合金电子束焊接工艺研究

通过调整电子束焊接参数的方法,对厚度2 mm的2A14铝合金薄板进行电子束焊接,对比分析焊缝深宽比及成型情况,优化焊接参数。并通过比较分析得出最佳焊接参数,使焊缝深宽比较大,且表面成型良好,无裂纹、塌陷、气孔等缺陷产生,达到最佳焊接效果。     

扫描电子束钎焊温度场数值分析

根据不锈钢毛细管板结构的钎焊特点,建立了扫描电子束钎焊温度场三维有限元分析模型。有限元计算结果与试验结果一致,证明所建立的温度场模型是合理的。利用该模型预测了束斑直径、扫描半径和束流三个工艺参数对扫描电子束钎焊温度场的影响。结果表明:大束斑直径、大扫描半径和小束流的扫描方式可以获得钎焊所需的局部均匀的温度场。利用有限元分析得到的优化工艺参数对毛细管板结构件进行了扫描电子束钎焊试验,获得了良好的钎焊接头。     

基于SYSWELD软件的TC4电子束焊接过程的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对14mm厚TC4钛合金平板电子束焊接过程进行三维实时动态模拟的研究。通过对温度场、应力场以及变形的模拟计算，并结合相应的试验验证，提出了一种焊接过程数值模拟的分析方法，这种方法为掌握实际电子束焊接过程中温度和应力的变化规律提供了方便，也更有助于优化结构设计，指导焊接工艺。     

TA15大厚度电子束焊接头组织及性能分析

通过对TA15大厚度钛合金材料的高压电子束焊工艺进行焊接试验,观察和分析了焊接接头的宏观组织形貌和微观组织特征,测试了接头的力学性能和接头硬度分布。结果表明:TA15大厚度钛合金高压电子束焊缝区、热影响区和母材区的微观组织差别明显;焊缝抗拉强度略高于母材,但塑性低于母材;接头焊缝区显微硬度值高于母材区。     

真空电子束焊机箱体有限元分析与结构优化

采用有限元法对某型号真空电子束焊机箱体高真空状态下最恶劣工况点进行了静力学分析,对比实测数据与仿真数据,指出了箱体的设计缺陷,改进了箱体结构,其受力与变形均得到了改善,有限元分析结果为真空电子束焊机箱体的结构设计与装备制造提供了理论依据与技术支持.     

SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接接头残余应力及变形研究

作为一种新型焊接方法,局部真空电子束焊接常被用于制造厚大的奥氏体不锈钢焊接接头,而该类接头的焊接残余应力和变形问题受到广泛关注。对板厚40 mm的SUS310S不锈钢局部真空电子束焊接的对接接头进行了研究,并利用光学显微镜表征接头的组织形貌,利用显微硬度计测量接头的硬度分布,采用盲孔法装置和三坐标测量仪测量了接头的残余应力与面外变形。同时,基于ABAQUS有限元软件平台,通过编写用户子程序开发了一种复合热源模型来模拟局部真空电子束焊接过程中的热输入。采用所开发的“热-弹-塑性有限元”计算方法,模拟了接头在局部真空电子束焊条件下的残余应力与变形,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了所开发的“热-弹-塑性有限元方法”的有效性。同时基于数值模拟结果,还详细讨论了局部真空电子束焊厚板对接接头的残余应力分布与焊接变形特征。     

SiC_p/101Al复合材料电子束焊接接头温度场对其显微组织的影响

采用ANSYS有限元分析软件对SiCp/101Al复合材料电子束焊接时接头的温度场进行了数值模拟,在此基础上对接头显微组织中Al4C3脆性相生成数量进行了分析.结果表明:采用双椭球热源模型可准确地模拟出电子束焊接接头的温度场;焊接时表面熔池近似为圆形,内部呈上宽下窄的锥形;在保证接头焊透的前提下,适当提高焊接速度或减小电子束输入功率,可在一定程度上减少接头组织中Al4C3脆性相的数量.     

复杂微波组件电子束焊接过程有限元分析

应用并行计算技术对复杂微波组件电子束焊接过程中三维应力变形进行了有限元分析。结果表明,组件焊接变形形式为向上翘曲,最大变形量为3．441mm,与实测值吻合。     

钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS，以激光焊接和TIG焊接温度场模拟为基础，对钛合金薄板的焊接残余应力进行了数值模拟，并分析了不同焊接工艺参数对激光焊接和TIG焊接残余应力分布的影响。数值模拟中考虑了材料参数的温度相关性，并与小孔释放法测试的焊接残余应力进行比较，结果表明：计算结果和测试结果吻合较好。     

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。     

Some studies on temperature profiles in AISI 304 stainless steel sheet during laser beam welding using FE simulation

The investigation of transient temperature profiles of a weld joint produced by the laser welding process is presented. A three-dimensional finite element model is developed using a commercial finite element code ANSYS in order to obtain the behavior of temperature field and molten pool shape during the welding process. A three-dimensional conical Gaussian heat source is employed as a heat source model for performing a non-linear transient thermal analysis. The temperature-dependent material properties of AISI 304 stainless steel sheet are taken into account, which has a great influence on the temperature fields indicated by the simulation results. The effect of latent heat and the convective and radiative boundary conditions are also included in the model. A series of laser welds are performed using a 2-kW continuous wave Nd:YAG laser welding system. The experimental trials are conducted by varying the laser input parameters namely beam power, welding speed, and beam incident angle to validate the model. The results show that there is a good agreement between the finite element simulation and the experimental observations.     

基于ANSYS的FeCrAl合金真空扩散焊模拟

运用有限元分析软件ANSYS的APDL语言,编写了电热合金材料FeCrAl的真空扩散焊过程的数值模拟程序。建立了真空扩散焊过程中三维热一结构耦合场有限元计算模型,对给定温度下施加不同的压力载荷,计算该组耦合场模型焊接过程中应力应变分布。通过比较这些模型的应力应变分布得出最佳的温度、压力参数组合。摸索出最佳固相直接真空扩散焊的焊接工艺参数为焊件施压7MPa,950℃保温30min,1000℃保温20min,停止加热后卸压,随炉冷却。焊后试件的气密性试验及微观晶相组织显示,该工艺参数获得了良好的焊接接头质量。