5A05铝合金MIG焊角接焊接仿真模拟及变形分析

采用专业焊接软件对3 mm厚5 A05铝合金角接接头熔化极惰性气体保护焊(MIG)的焊接过程进行仿真模拟,优化其焊接参数范围;对不同焊接参数下焊接过程中温度场、应力场及焊接变形情况进行研究与对比分析.结果表明:焊接过程中温度主要沿焊缝距离呈梯度分布,热输入在238.9～500 J/mm范围内可以实现3 mm厚5 A05...     

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头力学性能的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面强化处理,分析了激光冲击强化处理后焊接接头组织结构,用显微硬度计测试了焊接接头显微硬度,通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律,并对管线钢焊接接头激光冲击强化的微观机理进行了分析。结果表明:激光冲击波可以在焊接接头表面形成塑性变形层,显微硬度明显提高;材料组织均匀性得到了明显改善;消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了残余压应力场。     

1060铝板搅拌摩擦焊工艺参数与接头力学性能间的关系

为研究3 mm厚1060铝板的搅拌摩擦焊工艺参数和接头力学性能之间的关系,使用经典函数关系式对焊接温度、晶粒大小和力学性能数据进行拟合。首先对厚度为3 mm的1060铝板进行搅拌摩擦焊试验,焊接过程中采用热电偶测量温度,然后利用显微镜分析接头组织形貌,最后对接头试样进行拉伸试验和硬度试验,并用扫描电镜分析断口特征。研究表明:焊接温度随搅拌头转速增大而提高,随焊接速度增大而降低,并且和搅拌头转速平方与焊接速度之比的0.168次方呈线性关系;焊接温度和焊核区的Zener-Hollomon数值的对数与焊核区晶粒大小的对数呈线性关系;焊核区晶粒大小与接头屈服强度符合Hall-Petch公式;硬度分布呈"W"形;断口主要呈韧性断裂。该研究结果可为搅拌摩擦焊生产工艺制定提供理论支撑。     

焊接材料对7075铝合金焊接性及焊缝组织的影响

为了改善7075铝合金的焊接性并提高焊接接头的力学性能,采用ER4043和ER5356焊丝对7075铝合金进行了焊接.利用万能拉伸试验机和小型维氏硬度计对焊接接头的力学性能进行了检测,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪观察并分析了焊接接头的显微组织.结果表明,由ER5356焊丝焊接得到的焊接接头的力学性能高于采用ER4043焊丝的性能.与ER4043焊丝焊缝相比,ER5356焊丝焊缝的晶粒组织较为细小,析出相分布也更加均匀.ER5356焊丝中的Mg元素有利于提高焊接接头的强度,而ER4043焊丝中的Si元素有利于提高7075铝合金的焊接性.     

基于Simufact的低温环境T形平角焊的温度场仿真

在低温环境下焊接时,为了防止冷裂纹的产生,运用Simufact-Welding软件对T形接头用焊条电弧焊在环境温度为-15℃时进行了焊接仿真,分析了焊件预热到80℃和未预热时的温度场.结果表明:未预热情况下焊件的温度范围为-14~1 330℃,焊缝处的最高温度为1 330℃;预热情况下焊件的温度范围为62~1 402℃,焊缝处的最高温度为1 402℃;焊件预热时的t8/5时间比未预热时的t8/5时间长,同理,焊缝处的变形量增大,除焊缝起始点和终止点外,其余采样点处的等效应力减小.因此,合理地控制预热温度,适当增大t8/5时间,有利于缓解接头的冷却速度,减小淬硬倾向.     

10CrNi3MoV钢的机器人MAG焊焊接接头微观组织与疲劳性能

对20mm厚10CrNi3MoV钢用机器人进行多层单道熔化极活性气体(Metal Active Gas,MAG)保护焊焊接,采用光学显微镜(Optical Microsope,OM)观察焊接接头组织分布,采用硬度计和疲劳试验机分析焊接接头的硬度和疲劳性能.结果表明:焊接接头热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)宽度小,其硬度比母材硬度高,HAZ没有造成焊接接头强度软化.二次热循环作用使得焊缝粗晶区晶粒显著细化,焊缝区维氏硬度(HV)谷值约为170,母材硬度约为250.焊接接头应力在屈服点80%时低周疲劳试验循环10 000次没有断裂,而在屈服点90%时循环3 254次后断裂,并且断裂发生在焊趾处.     

退火对BWELDY960QL焊接接头组织与性能的影响

为了研究退火处理对焊接接头显微组织与力学性能的影响,采用CO₂气体保护焊对高强调质钢BWELDY960QL进行了焊接.结果表明,BWELDY960QL钢焊接接头的焊缝区由针状铁素体加先共析铁素体及少量珠光体组成,晶粒细小且分布均匀; 退火处理使针状铁素体数量明显增加,但退火温度过高,会使铁素体组织长大,出现一定数量的魏氏铁素体; 母材与焊丝之间Cr含量存在较大的差异,退火使Cr由热影响区向焊缝迁移; 经过退火处理后,焊接接头的力学性能得到明显改善,其中经过550 ℃退火后,焊件的综合力学性能最好.     

低组配焊接接头的强度

本文对低组配焊接接头的机理和接头性能等两个方面进行了分析研究。低组配焊接接头静拉伸的力学性能,受焊缝金属的相对厚度所影响,随着相对厚度的减小,接头的拉伸强度由焊缝金属的拉伸强度增至基本金属的拉伸强度。接头强度还随低组配焊接接头的板宽改变而变化,板宽增大、接头拉伸强度增加,直至板宽大于五倍板厚时为止。故低组配焊接接头拉伸强度能以含有相对厚度和焊缝金属对基本金属的强度比的公式所计算。在厚板低合金高强钢的焊接中,与采用高组配焊条相比,用低组配焊条能有效的降低为防止由第一道焊道所引起的焊根裂纹所需要的予热温度。并且,该种接头在多道连续焊时引起的焊缝裂纹,对于接头的大拘束度并不敏感。为防止焊缝金属裂纹所需要的予热温度用低组配焊条比用高组配焊条大约降低七十余度。     

S30408焊接接头低温力学性能试验

为了研究国产奥氏体不锈钢S30408在低温下的力学性能变化规律,通过-196~20℃下的低温拉伸试验和冲击试验,获得S30408焊接接头与母材的低温拉伸性能和冲击性能数据.试验结果表明：焊接接头与母材的屈服强度和抗拉强度随温度降低呈现明显的增加趋势,低温强化效应显著;夏比冲击吸收能量和侧膨胀值则随温度降低呈现下降趋势;焊缝处铁素体含量最高,冲击韧性最差,且焊缝处冲击韧性的降低与其本身在低温下抵抗裂纹扩展能力的降低有关;铁素体分布的不均匀性致使焊接接头存在微观力学性能的差异,对接头处变形产生塑性拘束,削弱了焊接接头的承载能力.     

固溶处理对7075超硬铝焊接接头组织及力学性能的影响

采用ER5356焊丝在TIG焊下对5mm厚的7075-T6超硬铝进行焊接,对在不同焊接工艺下获得的焊接接头进行性能检测和组织分析,确定最优的焊接工艺参数。然后对试件进行固溶处理,选取4个固溶温度、3个固溶时间进行试验,通过宏观形貌和金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、拉伸实验和硬度测量,研究不同固溶参数下焊接接头组织及性能的变化规律。结果表明,通过焊接工艺性分析确定最佳焊接电流为110A,焊后固溶处理最佳参数匹配为焊接电流110A、固溶温度480℃、固溶时间45min,得到的焊接接头显微组织得以改善、组织力学性能较好,即晶粒组织大小均匀,析出相弥散分布在基体和晶界中,从而使更多的元素溶入基体和晶界。     

低温季节大坝混凝土冷却水管周围应力应变监测现场试验

大坝混凝土力学性质受诸多因素影响,变化规律复杂,最新研究表明:不同的温度条件对混凝土的变形规律有着明显的影响.对此,在西南某混凝土特高拱坝冬季混凝土浇筑现场,结合冷却水管周围不同位置处单支应变计测值和每支应变计附近同样温度条件下设置的专用无应力计监测的该温度条件下自由体积变形,通过建立大坝无应力计统计模型分析无应力计测值得出混凝土热膨胀系数,并分离出自生体积变形,采用考虑混凝土徐变特性的计算程序,将应变计测值转化为实际应力以分析冷却水管周围不同部位混凝土应力分布.试验结果表明:由于该大坝采取"小温差、早冷却、缓慢冷却"的通水冷却方式,在现有的通水冷却方案下,冷却水管周围混凝土应力不大;该试验能给现场混凝土冷却通水方案以及防裂施工提供指导,为关键部位混凝土温度应力仿真反馈分析提供实测资料.     

水管冷却等效热传导方程中混凝土初温的研究

针对进行水管冷却的混凝土浇筑仓温度场仿真计算时,水管冷却等效热传导方程中的混凝土初温的计算存在不同的算法,采用水管冷却精细有限元法和水管冷却等效热传导法,对含冷却水管的混凝土棱柱体进行温度场对比分析,研究了水管冷却等效热传导法中混凝土初始温度的计算方法.分析认为水管冷却等效热传导方程中的混凝土初温应是含冷却水管的混凝土棱柱体在通水开始时刻的混凝土平均温度,该平均温度可由混凝土棱柱体单元高斯点温度与高斯点所占体积的乘积除于混凝土棱柱体单元体积获得.     

弹簧钢电阻点焊接头组织与硬度数值预测

基于弹簧钢连续冷却转变曲线,建立了弹簧钢电阻点焊接头组织连续冷却转变过程的数值计算模型。考虑电阻点焊温度场的特点,建立了基于回火参数λ的弹簧钢电阻点焊接头随机回火组织转变数值计算模型,实现了弹簧钢点焊接头硬度分布的数值预测。结果表明,弹簧钢点焊接头硬度分布计算结果与实测结果吻合良好。     

升速轧制对热轧带钢层流冷却出口温度的影响

采用传热学原理建立了层流冷却温度有限差分模型,并用现场实测数据对水冷换热系数进行了自适应修正.对德盛1 150 mm热轧带钢层流冷却过程的温度变化进行了数值模拟,建立了一套层流冷却温度仿真系统,分析和研究升速轧制时带钢在层流冷却中温度变化的趋势.结果表明,层冷出口温度受带钢的速度影响较大,在升速过程中,如果不采用集管动态喷水调节,带钢温度出现前低后高的现象,并且随着加速度的增加带钢前后温差越大.以此为依据,现场过程自动化系统L2级硬件采用过程服务器,基础自动化系统L1级硬件采用西门子PLC,L2级和L1级软件分别在C++和Step7V5.4下编程实现,并采用了带钢头尾宏跟踪和过程自动化系统采用带钢样本微跟踪的控制策略,对处于变速及高速运动中的带钢沿长度方向逐点实施控制,用动态调节的冷却集管系统来保证在速度变化期间带钢层流冷却出口温度的稳定性.     

水冷多联分离式热管数据机房节能潜力分析

水冷多联分离式热管系统被提出用于冷却数据机房,该系统综合了自然冷却技术和变频技术的优点,能够有效地降低制冷系统的能耗。为了探索水冷多联分离式热管系统相对于传统空调系统的节能潜力:首先,建立了水冷多联分离式热管系统的传热模型并且利用实验进行了验证,得知其相对误差在±10%以内;其次,通过建立的水冷多联分离式热管系统的能耗模型确定了系统的最佳送风温度设定值和供水温度设定值,其值分别是24?C和15?C;最后,对比分析冷却系统#1～#3的全年运行能耗,获得了水冷多联分离式热管系统(#3)相对于是否利用湖水源的传统空调系统(#2与#1)的节能率,其节能率分别为11.3%和68.8%。     

小湾拱坝施工期温度场动态跟踪仿真

针对小湾拱坝的施工现状,考虑了混凝土的热学参数及边界条件历时过程、混凝土浇筑过程以及通水冷却措施等因素,应用瞬态热传导三维有限元分析方法对拱坝施工期的温度场进行动态仿真计算,分析了坝体在施工期温度场的时空分布规律,并与监测温度值进行了对比分析.计算结果表明:整个温度场分布规律与监测资料基本吻合,仿真结果较为合理.同时,该研究成果对小湾拱坝施工过程中温控措施的合理性也进行了有效论证.     

高熔点钢板电阻点焊电极传热特性数值模拟与分析

以22MnB5钢板电阻点焊电极为研究对象,基于控制体积法对其传热特性进行了数值模拟与分析.着重对其电极温度场分布以及冷却水流场分布进行了研究,探讨了电极冷却腔底面凹角、冷却水管与冷却腔底距离、冷却水管端面切角等因素对电极散热能力的影响规律,并在此基础上对电极结构进行了优化设计.结果显示,在不影响电极正常工作的前提下,优化后电极的冷却能力有显著增强,完全冷却时间较优化前减少2 s.     

承台大体积混凝土水化热分析及温控措施

大体积混凝土会产生大量的水化热导致结构裂缝的出现,对结构的耐久性和承载力产生不利影响,因此需要采取控制措施,减少混凝土内部的梯度温度,控制大体积混凝土结构在施工过程中裂缝的产生。论文采取混凝土内部布置管冷的措施来降低承台大体积混凝土结构在施工过程中产生的水化热,控制混凝土温度裂缝。利用Midas/Civil有限元软件的水化热计算模块进行水阳江特大桥承台大体积混凝土结构的数值模拟,通过无管冷和有管冷的对比分析,确定布置管冷的必要性。研究进水温度、水流量等参数对承台大体积混凝土结构的水化热影响,确定管冷合理的参数取值。分析浇注温度对承台施工过程中温度效应的影响,确定合适的浇筑温度。通过优化分析得到浇筑温度为15℃、进水温度10℃和管冷水流量为2 m~3/h时,其冷却的效果较好并满足规范要求。通过合理的管冷布置和必要的温控措施,能够有效地降低施工中内部温度并且符合工程的实际要求。     

大体积混凝土水管冷却关键参数的敏感性研究

分析了大体积混凝土三维水管冷却温度场的计算原理与方法,利用有限元软件对影响冷却效果的三个关键因素,即冷却水温、通水流量和水管管径进行了仿真计算及敏感性分析。结果表明:冷却水温参数对大体积混凝土影响的效果高于通水流量和水管管径;在通水200 h后,以25 ℃水温为基准,水温每降低1%,混凝土内部最高温度下降约0.066 ℃;以0.6 m³/h通水流量为基准,流量每增加1%,混凝土内部最高温度下降约0.026 ℃;以20 mm管径为基准,管径每增加1%,混凝土内部最高温度下降约0.049 ℃。     

热管冷板常温与高低温性能试验研究

为了研究热管冷板在机载条件下的传热性能与环境适应性,针对不同类型及同类型不同配置方式的9种热管冷板,搭建了常温与高低温试验台,对不同热管冷板的常温传热性能与高低温启动性能及稳态性能进行试验研究. 结果表明: 常温试验中,双U形普通铜水热管冷板的传热性能最佳,均温板次之; 高低温试验中,双U形普通铜水热管冷板的启动时间与稳态温度均低于微热管阵列冷板,但受环境温度影响最大,带毛细结构微热管阵列冷板的启动时间与稳态温度均低于不带毛细结构微热管阵列冷板,且受环境温度影响最小. 研究结论可为机载电子设备冷却热管冷板的选择与设计提供依据.