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基于耦合的欧拉—拉格朗日(CEL)模型,建立了高可靠性、高精度的搅拌摩擦焊7055铝合金热力耦合计算模型,开展了焊接工艺参数对7055铝合金焊接接头温度、等效应变以及缺陷预测结果的影响规律的研究,并分析和讨论了搅拌摩擦焊试验验证模拟结果的可靠性. 7055铝合金搅拌摩擦焊CEL模型预测结果表明,温度和等效塑性应变与转速呈正比,与焊接速度呈反比,这主要与焊接工艺参数影响轴肩与7055铝合金的摩擦生热及材料的流动,使焊接温度和等效塑性应变值发生变化有关.当焊接速度在60 ? 300 mm/min、转速在300 ? 1 200 r/min范围内,焊接温度均低于7055铝合金熔点,当焊接速度增加到300 mm/min时,由于产热不足,温度和等效塑性应变均降低,此时在焊接接头处容易产生孔洞缺陷.7055铝合金搅拌摩擦焊试验结果表明,当转速为600 r/min、焊接速度为180 mm/min时,7055铝合金接头组织致密,接头抗拉强度达到489 MPa,断后伸长率为4.0%.当焊接速度提高至300 mm/min时,接头抗拉强度为411 MPa,断后伸长率仅为1.0%.这与产热不足导致接头处结合较差有关,与模拟结果一致. 相似文献
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采用埋弧焊方法,进行了304L不锈钢厚板的对接试验研究.通过对焊接接头处的组织观察,并结合焊接接头的-196 ℃冲击韧性以及不同退火条件下残余应力测试,分析了埋弧焊304L不锈钢焊接接头组织和性能. 结果表明,热影响区组织为奥氏体,焊缝区则为奥氏体与少量的铁素体的复相组织;采用残余应力盲孔释放测量方法对焊接接头进行测试,随着退火温度的升高,焊缝及热影响区的残余应力得到进一步的释放;冲击试验中,热影响区-196 ℃冲击吸收能量随退火温度的升高急剧下降,焊缝区-196 ℃冲击吸收能量则呈平稳下降趋势. 相似文献
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采用热弹塑性有限元方法,计算了Fe3Al/Q235异种材料扩散焊界面附近的应力分布.计算结果表明,在靠近结合界面的Q235钢-侧的工件棱边处产生最大轴向应力,这是导致接头开裂的重要因素.随加热温度升高,Fe3Al/Q235扩散焊接头处的应力增大,加热温度为1 100℃时接头处的应力最大值达到950 MPa,比1 000 ℃时接头处应力的最大值(859 MPa)增加了9.6%.Fe3Al/Q235扩散焊接头的应力产生在降温过程开始后很短的时间内,应力达到一定值后不再随时间的变化而变化. 相似文献
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利用有限元软件ABAQUS,建立了7A52铝合金双丝MIG焊的热力耦合数值模型,得到焊接残余应力场;随后利用数值传递方法,对焊接接头处进行超声冲击处理,建立焊接和超声冲击处理耦合模型,得到冲击后的残余应力场,分析了冲击前后残余应力分布特点和大小,并且通过改变冲击针移动速度分析其对残余应力的影响规律.旨在探讨超声冲击对7A52铝合金焊接残余应力改善的影响.计算结果表明,超声冲击处理能够显著改善焊缝和热影响区的表面残余应力,且随着冲击移动速度的增加,得到的焊接接头处压应力值逐渐减小. 相似文献
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由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据. 相似文献
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根据新型高强钢经受不同热循环后的组织变化规律,建立了新型高强钢多层焊焊接热影响区(HAZ)的数值计算模型。编制了其HAZ中局部脆性区(LBZ)尺寸及百分比的计算程序。作为结果验证,计算了WEL-TEN780A新型高强钢多层焊的HAZ中LBZ的百分比,计算值与实测 值吻合良好,其最大误差为6.69%,在此基础上,本文以影响LBZ的主要因素进行了讨论,计算结果表明,新型高强钢多层焊HAZ的薄弱环节位于距熔合线2~0.5mm处,焊接线能量对LBZ的影响具有一定的阶段性,但总的来说,大约20kJ/cm的线能量对于减少LBZ是有利的,预热也有利于减少LBZ,另外,降低特征温度T1和提高特征温度T3也有利于预防LBZ 。 相似文献
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通过对惯性摩擦焊过程摩擦机理的分析,讨论了TC4钛合金惯性摩擦焊工艺参数与焊接过程界面摩擦扭矩及能量转换的关系,采用热电偶对TC4钛合金惯性摩擦焊焊接过程接头温度分布进行了测试,焊接接头沿径向温度梯度很大,中心温度接近800℃,边缘达1360℃。通过显微组织分析验证了测量结果,焊缝中心为细小的等轴组织,沿径向晶粒长大飞边为针片状组织。 相似文献
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《中国有色金属学会会刊》2019,(10)
通过扫描电镜和透射电镜研究焊后热处理时间和温度对6061铝合金双脉冲MIG焊接接头显微组织的影响。采用硬度测试和拉伸实验研究热处理时间和温度对6061铝合金双脉冲MIG焊接接头力学性能的影响。结果显示,时效时间和温度对显微硬度的影响较大。增加时效温度有助于缩短峰值时效时间。未时效状态下,焊接接头内部存在许多位错和少量析出相组织。随着时效温度和时间的增加,接头处位错密度逐渐降低,同时,沉淀相逐渐析出并长大。当时效温度增加至200°C时,焊接接头处析出较大的Q'相,此时焊合接头的硬度达到最大。 相似文献
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采用有限元法对超级电容器壳体焊接结构在激光脉冲焊接时的温度场演变规律进行模拟计算.在实际构件上截取各条焊缝试样进行宏观观察,确定焊缝的几何参数.在热扩散仪上对材料的热导率和比热容进行测试,获得有限元计算所需的准确的材料热物理参数.在材料试验机上对材料进行高温拉伸试验,通过多个温度点的应力应变曲线判断材料的熔点温度.结果表明,脉冲激光焊接能量集中,不会造成整个构件的整体温升,在整个焊接过程中电芯及橡胶元器件均不会发生损坏. 相似文献
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《Science & Technology of Welding & Joining》2013,18(8):714-720
AbstractThis research programme evaluates the as welded properties of Al 7136-T76511 extrusions joined through friction stir welding (FSW). Microstructural characterisation and mechanical testing were performed on the baseline material and on panels friction stir welded at 250 and 350 rev min–1 (all other weld parameters held constant). Transmission electron microscopy revealed the microstructural features in each of the unique weld regions and demonstrated that the precipitate density and morphology in these regions correlates with the temperature profile produced by the FSW process. A thermal model of FSW is developed that utilises an energy based scaling factor to account for tool slip. The slip factor is derived from an empirical relationship between the ratio of the maximum welding temperature to the solidus temperature and energy per unit length of weld. The thermal model successfully predicts the maximum welding temperatures and profiles over a range of energy levels. The mechanical behaviour after welding is correlated to the temperature distribution predicted by the model and to the observed microstructural characteristics. As welded mechanical properties of the alloy trended positively with the energy per unit length of weld, i.e. the highest joint efficiency was achieved at the highest welding temperature. 相似文献
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采用超声波焊接技术对Mg/Ti异种金属进行了焊接,研究了不同焊接能量对接头界面峰值温度、界面形貌、界面原子扩散程度以及力学性能的影响规律。研究发现:Mg/Ti超声波焊接接头整体界面较平直,局部界面有较小起伏,未发现裂纹、未熔合等缺陷,也未看到明显的反应层;随着焊接能量的增大,界面峰值温度升高,原子扩散层厚度增大,连接区面积逐渐增大,接头力学性能得到提高,而能量达到2000J时镁侧母材出现裂纹;接头断裂模式分为界面断裂和纽扣断裂,界面断裂时断裂发生在镁侧扩散层区域和镁侧非扩散层区域。扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析表明,Mg/Ti连接界面区域无明显的金属间化合物生成。 相似文献
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Laser transmission welding of plastics is a joining technique which permits the welding of plastic parts with low process
inherent thermal and mechanical stresses. In order to compute the temperature fields during the welding process a simulation
model of the process is established. Especially the optical and thermal properties of the welded materials are necessary as
input parameters in order to model the process properly. While the thermal properties of polymers are well-investigated, there
is little knowledge about the optical properties of plastics. The optical properties of different amorphous and semi-crystalline
thermoplastics are therefore investigated in dependence on material temperature and additive concentration. Based on these
data it is possible to analytically describe the absorption of laser energy in plastics. The computation of temperature fields
during welding is carried out for polypropylene and the results are then compared with experimentally accomplished welding
tests. The calculated results show good accordance with the experimentally determined melt pool geometries of welded specimens
and prove the compatibility of the computation model with the experimental analysis. 相似文献
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针对现有的常用焊接质量检测技术无法有效检测的电子产品虚焊类缺陷问题,采用数值模拟方法对虚焊焊点红外热像检测过程进行分析,详细讨论其瞬态传热问题,并深入分析虚焊程度、热流密度、激励位置以及焊接参数不同而造成的焊点形状差异等因素与焊点表面温度信息参数之间的关系。结果表明:虚焊程度40%以下的焊点热幅值差异较小,难以辨识;热流密度越高,信噪比越高,焊点虚焊检测可靠性越高;不同激励位置的虚焊缺陷温差达到0.36 ℃,影响较大;焊点尺寸对于虚焊温差影响较小。 相似文献
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A thermal model of friction stir welding in aluminum alloys 总被引:3,自引:0,他引:3
C. Hamilton S. Dymek A. Sommers 《International Journal of Machine Tools and Manufacture》2008,48(10):1120-1130
A thermal model of friction stir welding was developed that utilizes a new slip factor based on the energy per unit length of weld. The slip factor is derived from an empirical, linear relationship observed between the ratio of the maximum welding temperature to the solidus temperature and the welding energy. The thermal model successfully predicts the maximum welding temperature over a wide range of energy levels but under predicts the temperature for low energy levels for which heat from plastic deformation dominates. The thermal model supports the hypothesis that the relationship between the temperature ratio and energy level is characteristic of aluminum alloys that share similar thermal diffusivities. The thermal model can be used to generate characteristic temperature curves from which the maximum welding temperature in an alloy may be estimated if the thermal diffusivity, welding parameters and tool geometry are known. 相似文献
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GH4169合金连续驱动摩擦焊接过程三维数值模拟 总被引:6,自引:0,他引:6
在考虑摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程影响的基础上,建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维刚塑性热力耦合有限元模型。计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程中的瞬态温度场、应力场及变形场,预测了焊件轴向缩短量。采用热电偶测温技术对摩擦焊接头外表面焊接过程的温度变化进行了实时测量,并测量了飞边形状和轴向缩短量。结果表明,摩擦焊接头的温度场、飞边形状和轴向缩短量的计算结果和实验结果吻合较好。模型有助于制定合理的焊接工艺规范。 相似文献