16Mn特厚钢板多道焊温度场数值模拟

为了研究特厚板多层多道焊温度场分布,对两块板厚60 mm的16Mn特厚钢板的焊接过程进行了数值模拟和实验研究。利用ANSYS有限元软件和分布式计算方法,采用"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,对特厚钢板的对接多道焊过程进行三维瞬态温度场数值模拟。同时采用埋弧自动焊对16Mn特厚钢板进行了17道焊接,焊接工艺参数与计算参数相同,焊接过程采用热电偶测量温度场,并与计算值相比较,结果表明:分布式计算方法可以有效缩短计算时间,且计算值与实验测量值吻合良好,成功实现了60 mm特厚板多层多道焊的温度场数值模拟。     

16Mn厚板多道焊焊接温度场分析

利用ANSYS有限元分析软件,对16Mn厚板焊接过程进行数值模拟。采用高斯分布热源模型模拟焊接热源,考虑材料物理性能随温度变化的影响,采用有限元法中的"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,对厚钢板的对接多道焊过程进行三维瞬态温度场数值模拟。分析焊接温度场分布规律,为优化16Mn厚板多道焊焊接工艺提供参考。     

多层多道焊焊接工艺数值模拟技术

利用ANSYS软件中的单元"生死"技术对厚板多层多道焊焊接过程进行模拟,经分析得到了厚板多层多道焊时不同取样点的热循环曲线。同时,利用红外热像仪对实际焊接过程中试件上相应位置进行测量,得到具体位置的实际热循环曲线,比较实测热循环曲线与模拟热循环曲线的结果表明,模拟结果与试验结果基本吻合,证明所建数值模型是正确的,能够对实际焊接过程起到指导作用。     

616装甲钢厚板结构件多层多道焊数值模拟及试验验证

考虑施加约束条件对焊后变形及残余应力的影响,建立616装甲钢厚板结构件多层多道焊有限元模型. 利用Sysweld软件对616装甲钢厚板结构件多层多道焊焊缝截面尺寸、焊后残余应力进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的准确性. 对616装甲钢厚板结构件多层多道焊特征点热循环变化趋势、焊后变形情况进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好. 结果表明,距离熔合线越远,峰值温度越低,达到峰值的时刻越滞后,受热程度越低. 焊缝两侧、起弧端、收弧端是发生残余形变的主要区域,是高应力值的集中区.     

316L不锈钢板TIG对接焊温度场及应力场数值模拟

采用ANSYS针对316L不镑钢厚板TIG对接焊进行了温度场和应力场的数值模拟计算研究.建立了不锈钢厚板端面焊接数值模型,提出了在TIG焊焊接过程中采用单元焊接时间telement来模拟焊接过程中的熔滴过渡,并分别采用2 s和3 s的telement进行了模拟分析,计算结果表明,单元焊接时间对焊缝及HAZ的温度场分布具有重要影响.     

2219铝合金中厚板爬坡TIG焊熔池温度场三维数值模拟

为了研究2219铝合金中厚板爬坡TIG焊熔池热场特征,建立了中厚板TIG焊温度场模型,进行爬坡TIG焊熔池温度场三维数值模拟,以及不同焊接工艺参数对温度场的影响数值分析,同时通过焊缝形状尺寸的测定以及热电偶测温,对模型及温度场数值模拟结果进行验证。结果表明,受熔池重力影响,厚板爬坡姿态下熔池热场长度要大于平焊姿态;爬坡TIG焊温度场受焊接电流、焊接速度影响明显,焊接电流增加或者焊接速度降低,均会导致温度场最高温度上升,熔池宽度和长度增加;测量的实际焊缝尺寸与熔池温度场数据和数值计算结果相符度高,建立的模型及爬坡焊温度场三维数值计算准确。     

焊接热过程和冶金过程

基于点热源的GMAW热输入分布模式及应用,移去热源前后中高碳钢堆焊温度场和应力场的数值模拟,厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟,搅拌摩擦焊焊接温度数值模型及其影响因素,[编者按]     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

厚板对接焊残余应力的三维有限元模拟与验证

采用ABAQUS有限元软件对35 mm厚板埋弧焊过程进行温度场和残余应力场的数值模拟;同时采用X射线衍射法对厚板焊接接头两个截面处进行表面残余应力测试,并将模拟结果与试验结果进行比较验证。结果表明,模拟结果与试验结果基本吻合,验证了该数值模型的有效性;同时获得了沿厚度方向残余应力的分布规律。     

旋转速度对高强铝厚板搅拌摩擦焊温度场的影响

基于ANSYS，通过对高强铝厚板搅拌摩擦焊的三维温度场有限元数值模拟，定量分析了厚板搅拌摩擦焊中最重要的工艺参数——旋转速度对搅拌区焊接温度场的影响。结果表明，在厚板焊接时，随着旋转速度增加，搅拌区温度总体升高，且高温区的贯穿深度增加。分析表明焊缝金属流变区最低温度在靠焊件底面搅棒表面处，该温度是限制厚板搅拌摩擦焊接性和焊接速度的主要因素。