时速350 km动车组车顶焊接变形控制与工装夹具设计研究

时速350 km动车组车顶焊后变形量较大,最大处达到12 mm。在焊接过程中调整焊接顺序可有效减小变形量。先进行反装焊接,后进行正装焊接,先进行中间焊缝焊接,后进行两侧焊缝焊接,焊后车顶的变形量较小,变形的弯曲方向与车顶自身外形弧度方向一致,调修时间最少。并且在焊前使用工装夹具对车顶进行侧顶紧和压紧,以及预制反变形可以进一步减小焊后变形量。焊前反变形量达到7 mm时,焊后变形量可以控制在3 mm以内。     

厚壁焊接三通角焊缝射线照相工艺

采用4MeV直线加速器对厚壁(T≥50mm)焊接三通角焊缝的内部质量进行射线检验,如果照相工艺参数选择不当,不但严重影响焊缝缺陷的检出率,而且给底片评定和缺陷返修带来诸多不便,本文讨论了厚壁焊接三通角焊缝的射线照相工艺.1 焊接三通角焊缝的结构特点如图1所示,支管侧焊缝坡口,从腹部至肩部为0°～25°连续变化;而主管侧则依圆柱形态从与轴向正交断面变化到平行方向.焊接采取手工电弧焊,全焊透结构,在变位工装支持下挑立焊,外层以横焊盖面,属多层多道焊接.焊后镗掉内侧焊根或衬板.     

高层建筑工字柱焊接工艺及焊后消应力方案

某建筑公司承建一项目为全钢框架结构的高层建筑 ,其主框架的支撑柱在设计标高 82m以上是采用焊接完成的工字柱 ,总数 70条 ,长度为 11.3m ,总重量4 80t。根据施工图要求 ,这批工件采用角焊缝焊接 ,焊角 2 0～ 30mm不等。本文着重介绍焊角为 30mm工字柱的制做工艺及焊后消应力方法。1　焊接方案选定在手工电弧焊、自保护药芯焊及埋弧焊三种焊接方法中 ,为了提高生产效率 ,减小焊接变形 ,我们选用了双丝埋弧焊工艺。这种焊接工艺的熔敷速度较高 ,焊接速度的提高减小了单位时间内焊缝成形的热输入 ,降低了焊接变形倾向。2　焊接工艺2 .1　焊接…     

薄壁方形管件激光焊数值模拟

建立了薄壁方形管件模型,筛选出小热输入焊接工艺参数,校核了激光焊双椭球热源模型参数,利用有限元数值模拟软件模拟其焊接过程,研究了约束工装对薄壁方形管件激光焊接温度、残余应力与变形的影响。结果表明:薄壁方形管件激光焊过程中,约束工装下,焊缝及焊缝附近处在小于300℃区间的冷却速度高,焊缝处残余应力比自由焊接时稍大,但焊缝法向上降低速度更平缓,焊接后焊缝面残余变形由2.14 mm减小至0.2 mm,侧面变形由0.32 mm减小至0,焊缝长度方向弯曲幅度由0.8 mm减小至0.26 mm。     

超声冲击对焊接结构残余应力的影响

以Q345钢结构箱型柱为对象，研究了超声冲击工艺对焊接残余应力的影响。对电渣焊和埋弧焊两种焊缝进行了超声冲击试验，其中埋弧焊焊缝采用了全覆盖冲击和焊趾冲击两种冲击工艺。残余应力测量表明，采用冲击工艺，可以在焊缝表面一定深度(小于3mm)下产生压应力，最高测得-134MPa；焊趾冲击不但使焊趾表面产生压应力，也降低了焊缝的残余应力。对非熔透埋弧焊和熔透埋弧焊焊缝的测量结果显示，在盲孔法测量的深度范围内，超声冲击可降低焊缝最大主应力约34％～55％。     

薄板单面密集焊缝焊后弯曲变形分析

针对2 mm的316L薄板单面密集焊缝结构,采用数值模拟的方法分析了两种焊接方案下的薄板焊接弯曲变形. 利用高度测量装置建立了薄板弯曲变形测量方法,进行了两种焊接方案的工艺试验,对焊后弯曲变形进行了测量. 在此基础上,对数值模拟和工艺试验的结果进行了对比. 结果表明,薄板单面密集焊缝结构焊接后呈船形变形,拉通焊弯曲变形中心接近于板中心,而两端向中间焊弯曲变形中心偏向板的先焊位置. 两端向中间焊在长度方向弯曲变形量小于拉通焊,两端向中间焊的焊接方案较优.     

薄板T型接头双丝MAG焊接残余应力及变形有限元分析

采用ABAQUS模拟并分析6?mm厚T型接头双丝MAG焊的焊接温度场、焊后残余应力、焊接面外变形.约束条件分为两种:方案一,不对底板进行固定,焊接自由变形;方案二,焊接时对底板进行固定,冷却后解除固定.结果显示:在相同的热源下,两种方案的焊接温度场保持一致;方案一的角变形量较大,最大变形量约为1?mm,焊缝热影响区底板变形量约为0.2?mm,最大残余应力位于焊缝中心,约235?MPa;方案二的最大变形处位于焊缝中心,但面积较小,可忽略不计,故最大变形量位于底板焊缝热影响区附近,约0.3?mm,焊缝中心的最大残余应力约为180?MPa.由此可见,在T型接头焊接时,将底板进行固定,冷却后解除释放,可以降低焊接残余应力和焊接面外变形量.     

槽型钢轨与辙叉的超窄间隙焊接

利用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法,通过60层焊道完成了坡口宽度约4. 5 mm的59R2型槽型钢轨与耐磨钢辙叉的焊接。设计了异形截面对接的焊接夹具。实测出焊接过程中的角变形,第4道焊层厚度约13 mm时的角变形最大。当焊层厚度约128 mm之后,不再有明显的角变形;进而得到焊前预置反变形角度为1. 6°～1. 7°,可保证焊后工件的平直度。试验分析了侧壁根部熔宽与焊接工艺参数、坡口宽度的关系,给出了与坡口宽度相匹配的电弧电压和焊接电流。当坡口宽度为4 mm时,合适的电弧电压为23～23. 5 V,焊接电流为215～228 A。     

平板对接焊接变形的数值模拟

本文借助于ANSYS有限元分析软件,采用半椭球热源模型与生死单元法对厚度为8mm的低碳钢平板对接熔化极气体保护焊焊接过程进行数值模拟,分别模拟了单面双道焊和双面焊两种不同工艺条件下焊接的温度场、应力场及焊接变形并进行比较。结果表明：单面双道焊的焊缝截面积较大且沿板厚不对称,施焊后焊件所产生的横向收缩量及翘曲变形较大。通过实际施焊及检测验证了模拟结果的准确性。     

压水堆导向鞘激光焊接技术研究及数值模拟

以压水堆控制棒导向筒(Control Rod Guide Tube,简称CRGT)导向鞘部件激光对接焊为研究对象,针对激光焊热源、导向鞘激光焊焊缝收缩量和激光焊焊接变形进行建模和分析。建立了压水堆导向鞘激光焊变形模拟技术,为控制棒导向筒产品激光焊接制造提供理论指导。具体内容包括:激光焊试验和热循环测试、宏观焊缝成形、残余应力测试、热源模型建立及参数确定、激光焊焊缝收缩模型的建立及焊接变形预测。最终获得了稳定的导向鞘激光焊工艺参数,经激光焊接的导向筒使用φ10.26 mm的落棒规以4～5 m/min的速度,可在0°、90°、180°、270°四个位置自由通过,摩擦力小于等于9.07 kg。     

四头CO_2保护焊机在主梁生产中的应用

一、四头CO_2保护自动焊接工艺特点我厂生产的起重机主梁中,有六条长焊缝,其跨度为4.5～22.5m。以前采用手工电弧焊,生产效率低,劳动强度大。现采用四头CO_2保护自动焊,其优点为: 1.生产效率高:由于CO_2保护焊电流强度比较大,焊接速度比手工焊快,焊后不需清渣,且四条焊缝同时焊接,生产率可提高一倍多。在焊跨度为13.5m的焊缝时,两名工人用手工焊需3工时,而用CO_2焊则需1.5工时。 2.变形小:由于四条焊缝同时焊接,可均匀加热冷却,又由于CO_2气体的冷却作用使热影响区小,因此焊后工件变形小。     

大尺寸铝合金箱型件焊接成形工艺研究

针对采用5A06-H112厚度5 mm铝合金板焊接成型的大尺寸箱式存储运输装置的焊接生产过程,通过对焊前准备、焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊接工装、焊后检查以及缺陷补焊等方面进行的试验和分析,确定了5A06-H112铝合金板的拼焊工艺和变形控制方法。结果表明,该工艺过程有效保证了大尺寸铝合金箱型件拼焊的焊接质量,满足了使用要求。     

Q390钢多层多道焊接接头残余应力试验分析

为了深入研究Q390钢焊接性能,掌握其在不同焊接工艺条件下焊接接头残余应力分布规律,对40 mm厚Q390低合金高强度结构钢板分别采用埋孤焊和焊条电孤焊2种焊接工艺进行焊接,采用盲孔法测量了焊态下焊接试板的表面残余应力,得到了垂直于焊缝的残余应力分布曲线.结果表明:采用埋弧焊通过施加外在约束可以有效减小焊后试板变形,在焊接接头处得到压应力;经焊条电弧焊自由焊接条件下试板变形较大,在焊缝区得到拉应力,在熔合区和热影响区得到压应力.     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

回抽式FSW技术在输变电导电杆产品上的应用

采用回抽式搅拌摩擦焊(FSW)技术,结合专用焊接工具和变位工装焊接输变电配套件导电杆对接环缝,得到无匙孔的环形焊缝。在检测产品焊接变形量的同时,对焊缝进行拉伸、弯曲试验和宏观断面组织观察。结果显示:导电杆FSW对接焊后整体直线度为φ0.05～0.15 mm;焊缝平均抗拉强度为195 MPa,弯曲180°未出现可见裂纹,宏观组织细小而致密。     

TC4薄板TIG焊喷流保护焊接工装的设计

钛合金是一种具有高的比强度和较好的耐腐蚀性,低温下能保持良好的塑性和断裂韧性的合金.在焊接过程中尽管钛合金的残余应力低于屈服极限,但是其物理特性导致焊接过程中产生较大的变形,阻碍了焊接的进行.同时钛合金在焊接过程中表现出较强的化学活性,焊后在焊缝区存在着大量的气孔,表面由于氧化严重会呈现蓝色,焊件塑、韧性急剧下降,导致产品报废.文中在原有的焊接工装设计经验基础上,根据随焊控制焊接变形的工艺要求,设计出一种采用喷流保护的焊接工装,用于钛及钛合金焊接过程.通过试验验证了该焊接工装的实用性和操作时的便利性.     

基于超微弧特性的SMA490BW钢焊接工艺试验研究

基于SMA490BW钢的超微弧焊接工艺试验,分别确定了对接接头和T型接头的焊接工艺参数以及V型坡口角度、钝边尺寸和组焊间隙,并对接头进行了微观组织分析和常规力学性能测试.试验结果表明:在超微弧焊接工艺条件下,当对接接头坡口角度60°、钝边0～1mm、间隙1mm,T型接头坡口角度55°、钝边0～1mm、间隙2mm时,可获得较为理想的单面焊双面成型,且接头经590±15℃/2h去应力退火处理后,其强度、塑性及冲击韧性等力学性能指标均符合标准规定的要求.     

铸·焊·锻

铸·焊·锻就是用铸造的方法将与焊件材质相同的液态金属注入两待焊接件所谩定的密闭的焊缝(相当于型腔)中,由于焊件的焊接面涂有药皮(相当于焊条药皮),因此,就能像电孤焊一样使焊接件很好地焊接在一起.当焊缝处冷却至可锻(适用铜件)温度时,像摩擦焊一样,可通过外力或其自重对焊件或焊接头(适用焊接件不可移动)施以较大的顶锻力,以实现焊缝处锻造之目的.且焊缝处只有同时浇注、冷却才能实现锻的可行性.铸·焊·锻可克服传统的焊接方法中沿焊缝长度方向所产生的各种变形及残余应力,因此,铸·焊·锻这一工艺所焊接的焊接件保持了铸和锻的优点,克服了焊的缺点.     

厚壁横梁管激光-MAG电弧复合焊坡口形式及工艺窗口优化研究

针对轨道车辆转向架构架常用20 mm厚壁S355J2H横梁管激光电弧复合焊工艺,从坡口形式、打底焊工艺窗口、盖面焊工艺窗口、焊接气孔抑制等方面进行了优化.结果表明:控制焊缝成形的主要因素有焊缝坡口、光丝间距和激光束离焦量等.采用钝边高度为8 mm、单边20°～25°的Y型坡口,光丝间距DLA=2～4 mm,离焦量-2～0 mm,可以获得表面成形连续的打底焊焊接接头;采用激光功率500～1000 W、电弧电流200～250 A、离焦量-2～0 mm的盖面焊工艺参数,可以获得连续一致、均匀美观,焊缝表面无裂纹、气孔等焊接缺陷的焊缝成形.实现了20 mm厚横梁管激光-MAG电弧复合焊焊接,验证了激光-MAG电弧复合焊接横梁管的可行性.     

一种熔敷金属力学性能测试用试板焊接工装

制备熔敷金属力学性能测试时用的试板时,一种是利用焊接工装约束试板,一种是在焊前使试板反变形。前者使焊后的试板存在较大的焊接应力,而且这两种方法都是一种试板需要一套焊接工装,增加了生产成本。针对此问题,设计了一种熔敷金属力学性能测试用试板焊接工装,该工装中夹具体可在水平面旋转任意角度,托板可在垂直面内旋转30°以内的任意角度。该工装焊接中不对工件进行刚性固定,使工件自由变形,减少焊接应力;可在焊接装配时通过托板在垂直面内的旋转,给试板一个和预先估计的变形大小相等方向相反的人为变形,使焊接结构形状正确;当焊完一道焊道时,无需搬动工件即可实现工件的旋转,且旋转到所需要的角度后,可由限位装置限制工件的继续转动;工装中的刻度盘及铰链轴都有护板,便于拆装,以利于护板损坏时的快速更换。