机械振动对耐热钢薄壁零件TIG焊焊缝质量的影响

为提高耐热钢零件焊接修理质量,减小焊后变形和残余应力,避免焊后开裂等问题,通过振动焊与一般氩弧焊对比试验,研究了焊接时施加机械振动对耐热钢薄板焊缝强度、塑性、残余应力和残余变形及焊缝组织的影响,结果表明,在手工氩弧焊过程中增加振动,减小了焊后变形和焊接残余应力,改善了焊缝力学性能,有利于薄壁耐热钢零件焊接修理质量的提高。     

液力变矩器固定块焊接残余应力的数值模拟

以液力变矩器固定块MAG焊为研究对象,建立了热-力耦合的三维模型,采用Sysweld模拟软件对不同焊接顺序、焊接方向下的焊接残余应力和零件变形进行数值模拟,分析了焊接顺序、焊接方向对焊接残余应力和零件变形的影响。通过与实际焊接变形量及热影响区域的对比,验证了模型的准确性。分析结果表明,焊缝的焊接方向对残余应力影响较大,较好的焊缝焊接方向是由外向内进行焊接。     

基于SYSWELD的CRH_2-300铝合金车体缓冲梁和牵引梁焊接数值模拟

高速列车缓冲梁和牵引梁连接部位处焊缝是机车车体焊缝中最重要的焊缝之一,选用法国ESI公司开发的热加工专业计算软件SYSWELD对300 km/h动车组车体(二阶段)缓冲梁和牵引梁连接部位焊接接头和结构的焊接残余应力进行模拟计算。对不同焊接线能量和不同焊接顺序下的铝合金车体缓冲梁和牵引梁连接部位的焊接残余应力大小进行模拟,结果表明优化焊接顺序和焊接线能量可以有效减少焊接残余应力,对实际生产具有一定指导意义。     

TC4钛合金圆管焊接工装设计及工艺优化分析

设计了TC4钛合金薄壁圆管的焊接工装,在焊接过程中将薄壁圆筒纵向焊缝分成数段,可以顺利完成纵缝、环缝的焊接;通过数值模拟技术分析了不同焊接顺序对薄壁筒节纵缝TIG焊接残余变形与应力的影响。模拟结果表明,不同焊接顺序焊后残余变形均以厚度方向为主,焊接顺序对降低薄壁圆筒残余变形作用明显。薄壁圆筒焊后残余应力以纵向为主。分段焊缝相连接的区域纵向残余应力出现较大的波动,分段焊缝的数目越多,相应的纵向残余应力值越高。     

线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响

利用有限元分析和实验测试，研究了TC4钛合金平板激光焊接线能量对变形和残余应力的影响规律，并通过焊缝金相实验分析了线能量与焊接残余应力和变形的内在关系。结果表明：钛合金激光焊接产生的纵向残余拉伸应力约700MPa～850MPa，而横向残余拉伸应力只有50MPa～80MPa。激光焊接线能量增加时，纵向残余应力拉伸区域变宽，峰值应力降低，而横向残余应力随线能量的增加而升高。在临界焊透规范以上焊接时，角变形随线能量的增大而减小，但横向收缩变形增大。试件被完全穿透焊接时，线能量对角变形的影响作用降低。     

超长超厚钢板剪力墙现场焊接变形控制技术

针对超长超厚钢板剪力墙,制订了焊接坡口开设原则、分段接头处理原则及焊接整体顺序。焊接过程设置了焊接约束板,以控制局部变形;设置临时支撑控制整体变形。焊后,对焊缝采用了超声波冲击措施,以减小焊缝残余应力。     

桥面钢箱梁结构焊接变形的有限元模拟

针对桥面钢箱梁结构焊接残余应力和焊接变形复杂的问题,采用ANSYS软件对不同焊接顺序条件下的残余应力和残余变形进行数值模拟,从而优化了焊接工艺。结果表明,采用对称焊接的方法能够显著减小焊后残余应力和残余变形;第四种焊接顺序为最优的焊接顺序,残余应力集中于焊缝附近,焊缝区域的残余应力在270 MPa左右,建议在焊后对工件进行热处理消除残余应力;焊后变形为挠曲变形,变形为对称分布,从工件两端向中间变形量逐渐增大,最大变形量为14.4 mm,建议通过反变形的方法和对称焊接工艺对钢箱梁结构进行焊接。     

地铁侧梁应力以及变形的数值模拟优化

构架侧梁为典型的箱形结构,由内隔板、两侧腹板以及上下盖板等焊接而成,焊缝数量多,不同的焊接顺序和约束方式产生不同的焊接变形和应力分布。因此,通过数值模拟技术进行模拟,寻找焊接残余应力和焊接变形均较小的焊接方案。利用Sysweld软件,对不同约束和顺序下的侧梁进行数值模拟,观察最优方案下的应力分布状况和不同阶段的变形状况,为侧梁实际焊接生产提供指导。     

锆管环焊接头残余应力有限元模拟及分析

应用ABAQUS大型有限元计算软件,建立了锆管单道环焊接头的三维有限元模型,采用热-力顺序耦合、生死单元等技术对锆管焊接的温度场和残余应力场进行了模拟,模拟过程中考虑了相变潜热、材料非线性等因素的影响;研究了不同焊接线能量和不同约束条件对焊接残余应力的影响规律,获得了残余应力分布特征规律。有限元分析显示:焊接等效应力主要存在于焊缝及热影响区,峰值接近锆的屈服强度。环向和轴向应力峰值均达到120 MPa,约为屈服应力的60%。焊件内外壁上,轴向应力对称分布,等效应力大小与线能量大小呈正比,不同约束条件下,等效应力在约束密集方向明显增大。     

焊接顺序对焊接残余应力的影响

在焊接过程中,强烈的局部加热和随后的快速冷却在焊件中造成了很大的温度梯度,不可避免地产生了一定程度的残余应力和变形而降低焊缝的力学性能.优化焊接顺序是降低焊接残余应力的一种简单易行、成本低且行之有效的方法.系统地对焊接顺序在焊接残余应力中的影响进行了综述,并运用其机理对不同焊接结构进行了分类评述,得出判定单条焊缝、多道...     

外拘束角接头旋转电弧焊接应力应变分析

为探究旋转电弧角焊焊接残余应变分布规律,控制工件变形,分析对比了三维多体耦合模型与外拘束力模型两种拘束模型下工件残余应力与变形.首先,设定模型间的接触关系,建立了由焊件、工作台和夹具组成的三维多体耦合模型;然后,通过设定工件上节点区域法向压力和位移约束,建立了外拘束力模型;再采用热—力直接耦合法,基于上述两种模型,运用ANSYS软件模拟了旋转电弧焊接变形,获得了两种模型下残余应变曲线,并进行试验验证.结果表明,三维多体耦合模型的焊件应变曲线更接近试验结果,并且其焊接残余应变范围及峰值均较平缓,为优化焊件装夹方式来控制旋转电弧角焊变形提供参考依据.     

基于动态拘束的法兰片焊接变形数值模拟

外拘束对焊接变形的影响较大,是影响焊接变形的重要因素之一. 相比于传统的刚性拘束,动态拘束能够实时的反映外拘束力在焊接过程中的变化效果. 在两条焊缝多层多道交叉焊的情况下,建立多场耦合分析模型,利用弹簧单元模拟较低刚度夹具的变形所带来的动态拘束力效果,考虑了变形量对于拘束力的反馈. 从拘束刚度、拘束距离、初始拘束力以及拘束宽度4个因素来探讨焊件的变形情况,得出各因素下的变形规律,并利用回归分析对4个因素进行综合评价. 结果表明,4个拘束因素的增加都能不同程度的减小变形量,拘束刚度、拘束初始力、拘束宽度的影响趋势较为相似,且拘束初始力影响最大,拘束距离在其范围内影响趋势为线性,且影响性最小.     

大厚度比镍基高温合金构件的焊接工艺

基于Inconel718镍基高温合金材料的可焊性分析以及对大厚度比焊接件的结构分析,以1mm厚度的薄壁件为切入点研究了采用与不采用辅助夹具进行焊接定位的施焊效果。采用钨极脉冲氩弧焊方法使用辅助夹具对0.8mm厚度薄板进行焊接工艺试验,获得熔合良好的接头。大厚度比(1∶11)构件的焊接工艺应以控制热输入与防止薄壁件变形为原则,通过分析结构特点可利用夹具进行定位、辅助散热的作用制定出有效的焊接工艺。     

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.     

Distortion control in welding by mechanical tensioning

Abstract

This paper investigates the potential of mechanical tensioning (MT) to reduce the magnitude of residual stresses in welds and to eliminate buckling distortion. Both friction stir (FSW) and arc welds have been produced from the aluminium alloy AA2024, with different levels of tensile stress applied along the weld line either during or after welding. The resulting welds have been characterised in terms of out of plane distortion, residual stresses and microstructure. Buckling distortion was eliminated by stretching plates to between 35 and 70% of the yield stress of the material during welding. For each set of welding parameters investigated, an optimum tensioning stress has been identified, which eliminates the tensile residual stress peak across the weld zone, along with distortion. This optimum tensioning stress increases in line with the heat input of the welding process. When MT stresses are increased beyond this optimum value, then distortion arises once more and a band of compressive stress is formed across the weld zone.     

调角器总成激光穿透焊工艺研究

激光焊工艺能量密度高、精度高、热影响区和焊接变形小,适用于汽车精密零部件的焊接。针对座椅调角器与3 mm厚连接板的连接,采用激光穿透焊替代电弧焊,结构上无需预留工艺开口,产品设计更加柔性化;调整激光焊接的工艺参数,分析各工艺参数对焊接质量的影响,当激光功率为2200 W、焊接速度为20 mm/s、负离焦量为5 mm时,可获得较好的焊缝外观质量,在满足多条焊缝紧密布置的同时,其焊接熔深达到3.9 mm以上。     

浅析钢制储罐焊接变形分析及控制

在石油化工行业不断发展过程中,钢制储罐的应用日益广泛,钢制储罐的加工制造必须依靠自动焊接技术进行干预,此外氩弧焊接技术及电弧焊接技术也在钢制储罐制作中广泛应用。合理选择焊接形式,可对钢制储罐不同焊接变形情况进行把控,尤其以钢制储罐底板位置的形状变化最为严重,由于焊缝数量众多,焊板厚度不足,在焊接钢制储罐时,波浪变形的发生几率较高,这就需要合理分析焊接变形因素,并对变形情况进行控制,以合理进行对策的制定,促进钢制储罐焊接质量的增长。     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

Simulations in multipass welds using low transformation temperature filler material

Transient thermal and residual stress fields in flux-cored arc welds were examined using a finite element (FE) model. Experimental multipass welds were produced using both conventional and low transformation temperature (LTT) filler metals. Temperature-dependent material properties and both convective and radiant heat loss boundary condition have been considered in the FE model. The effects of the transformation temperature and interpass intervals on residual stresses were examined. It was found that compressive longitudinal residual stresses were developed at the weld centreline in the LTT filler metal. A short-time interpass interval causes the weld fusion zone to be above the martensite start temperature allowing the optimal use of the phase transformation effect. The FE model is sensitive to alteration in welding parameters and can satisfactorily predict the residual stress distribution in welded parts.     

中子衍射在残余应力分析中的应用

中子衍射应力测量原理基于布拉格方程,通过取样测量体积内样品晶格的晶面间距进行精确表征,获取材料微观晶格的形变信息,可以实现晶体材料深层内部弹性应变的直接无损测量.测量值通常与样品测量位置和外加温度或力学载荷相关,用于评估实际部件整体结构和变形参数.本研究介绍中子衍射的基本原理,辊压法调控搅拌摩擦焊的残余应力和变形、管道...