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相似文献
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1.
垫板散热条件对带热沉TIG焊焊接应变的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
李菊  史耀武  关桥  郭德伦  孙永春  杜欲晓 《焊接》2004,3(1):15-18,22
采用切条应力释放法研究了垫板的散热条件对钛合金薄板带热沉TIG焊焊接变形的影响。研究结果表明:钛合金TIG焊焊接过程中辅以导热能力强、散热条件好的垫板,可以减小近缝区纵向残余塑性应变的大小,改善纵向残余塑性应变的分布;随着垫板散热能力的降低,带热沉TIG焊缩小纵向残余塑性应变区的能力增强;采用散热条件好的铜垫板进行带热沉,TIG焊控制变形的效果较好。  相似文献   

2.
张勇  綦秀玲 《热加工工艺》2012,41(1):127-129,133
对于铝合金的焊接其焊后残余应力导致的焊接变形,尤其对于薄板的焊接其焊接变形问题更为严重。本文运用MSC.Marc大型有限元模拟软件对LD10铝合金的预拉伸工艺进行三维模拟,为优化铝合金预拉伸工艺的工艺参数,提供了理论依据和指导。结果说明:在弹性应力范围内,随着预应力作用范围的增大,试件的纵向残余拉应力峰值、纵向残余弹、塑性变形量均逐渐减小。分析认为,预拉伸应力部分抵消了焊接区因局部加热而导致的压缩塑性变形,减小了焊接残余应力,从而起到控制薄板焊接失稳变形的目的。  相似文献   

3.
张勇  綦秀玲 《热加工工艺》2012,41(5):161-163
对于铝合金的焊接其焊后残余应力导致的焊接变形,尤其对于薄板的焊接其焊接变形问题更为严重。本文运用MSC.Marc大型有限元模拟软件对LD10铝合金的随焊锤击工艺进行三维模拟,为优化铝合金随焊锤击工艺的工艺参数,提供了理论依据和指导。结果说明:由于焊接热源后的锤击作用使得作用区域的金属发生了塑性延展,从而导致工件的纵向残余拉应力峰值、纵向残余弹、塑性变形量均逐渐减小。分析认为,随焊锤击能够减少焊接区因局部加热而导致的压缩塑性变形,降低了焊接残余应力,从而起到控制薄板焊接失稳变形的目的。  相似文献   

4.
焊接工艺对薄板结构焊缝区残余应力的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用焊接温度场与热应力场非耦合的方式,对薄板结构焊缝区残余应力进行了热-弹塑性有限元分析,模拟了连续焊缝焊接热输入以及施焊断续焊缝时薄板两端张力大小对焊后残余应力的影响.结果表明,残余应力峰值与焊接热输入无关.降低热输入,可以减小塑性变形区宽度,并且使远离焊缝处的压应力数值减小,这将减小焊后薄板的失稳变形.焊接过程中对薄板两端施加拉力,焊后可以减小施力方向的残余应力峰值,但并不影响拉伸区的宽度,从而适当增大薄板两端的拉力可以减少焊接变形的产生.  相似文献   

5.
预拉伸对铝合金焊接残余应力和变形的影响   总被引:1,自引:2,他引:1  
在预拉伸应力作用下,进行了厚度为4mm的5A05铝合金试板的焊接,焊后残余应力及变形的测定结果表明.预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的纵向残余应力、纵向挠曲变形和平面变形。在弹性应力范由内,随着预应力的增大,试板的残余应力峰值、纵向挠曲变形及平面变形均逐渐减小。分析认为,预拉伸应力部分抵消了焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力水平,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。  相似文献   

6.
采用数值模拟和实验相结合的方法研究了钛合金TC4薄板常规及带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中温度及应力应变的分布,考察了热沉对温度场和应力应变场的影响规律,探讨了使用该技术实现应力和变形控制的机理.结果表明:带热沉的钨极氩弧焊焊接过程中,紧随热源之后热沉急冷作用使得试件形成马鞍形温度场,而热沉作用部位温度最低.热沉作用部位的急冷收缩对周围金属产生拉伸作用,使得焊缝及近缝区金属升温过程中产生的压缩塑性应变减小,冷却过程中产生的拉伸塑性应变增大,接头中不协调应变减小,残余应力降低.实验测量与有限元模拟结果吻合良好,证实了采用热沉控制应力与变形的有效性和有限元模型的正确性.  相似文献   

7.
为了揭示0.5 mm厚度Hastelloy C-276薄板脉冲激光拘束焊接的热力学行为,借助ANSYS软件建立了三维有限元模型。实验测量了焊接温度历程和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。基于该有限元模型,采用改变夹具拘束条件的方法,进一步研究了拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接瞬态应力和塑性应变、残余应力及变形的影响规律。结果表明,温度历程和残余变形的模拟结果与实验结果吻合较好;拘束距离对瞬态塑性应变的大小有显著影响,进而改变了残余应力及变形的分布和大小。随着夹具拘束距离从20 mm减小到4 mm,除了纵向残余拉伸应力外,横向残余拉伸应力和位移的峰值以及角变形的大小都呈减小的趋势。相对较小的拘束距离可以作为抑制横向残余拉伸应力和角变形的高效低成本方法,但对纵向残余拉伸应力有不利影响。  相似文献   

8.
为了揭示0.5 mm厚度Hastelloy C-276薄板脉冲激光拘束焊接的热力学行为,借助ANSYS软件建立了三维有限元模型。实验测量了焊接温度历程和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。基于该有限元模型,采用改变夹具拘束条件的方法,进一步研究了拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接瞬态应力和塑性应变、残余应力及变形的影响规律。结果表明,温度历程和残余变形的模拟结果与实验结果吻合较好;拘束距离对瞬态塑性应变的大小有显著影响,进而改变了残余应力及变形的分布和大小。随着夹具拘束距离从20 mm减小到4 mm,除了纵向残余拉伸应力外,横向残余拉伸应力和位移的峰值以及角变形的大小都呈减小的趋势。相对较小的拘束距离可以作为抑制横向残余拉伸应力和角变形的高效低成本方法,但对纵向残余拉伸应力有不利影响。  相似文献   

9.
钛合金薄板带热沉的TIG焊温度场   总被引:4,自引:2,他引:4       下载免费PDF全文
采用数值模拟和试验相结合的方法比较研究了钛合金薄板常规钨极氩弧焊(TIG)及带热沉的TIG焊焊接过程中温度场的形态与演变历史。相对于预置温度场的静态焊接应力和变形控制技术,带热沉的TIG焊接技术又称动态控制低应力无变形焊接技术(DC-LSND,Dynamically controlled low stress no-distortion)。该技术中。在热源之后紧随起冷却作用的热沉装置。研究结果表明。采用DC-LSND技术在热沉附近形成了中间低两边高的马鞍形温度场,热沉作用部位存在温度低谷,该温度区冷却收缩造成对附近高温区的拉伸作用,使焊缝不协调应变减小,焊缝中的残余拉应力降低,防止了焊接变形的产生。对DC-LSND畸变温度场的研究是了解这种方法控制变形机理的前提。  相似文献   

10.
拉剪载荷下超高强度钢点焊残余应力试验   总被引:5,自引:4,他引:1       下载免费PDF全文
点焊后焊接残余应力叠加工作载荷后,内部应力会重新分配.文中选用B1500HS超高强度钢薄板,制备焊接构件,并通过X射线衍射法测量焊核区、热影响区及母材区的表面残余应力.在施加拉剪载荷的情况下,分别从电极端面直径、焊接电流两方面考察点焊构件在施加拉剪载荷前后残余应力的分布情况.结果表明,点焊时电流变化对试件的残余应力有一定影响;电极端面直径增加使得焊核区的残余应力增大.施加拉剪载荷后,残余应力在焊核与热影响区有所释放,远离焊核区的释放较小.  相似文献   

11.
Abstract

A stress and distortion mitigation technique for Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) of titanium alloy Ti–6Al–4V thin sheet is presented. The proposed welding technique incorporates a trailing heat sink (an intense cooling source) with respect to the welding torch, and it is also called the Dynamically Controlled Low Stress No-Distortion (DC-LSND) technique. The development of this mitigation technique is based on both detailed welding process simulation using the advanced finite element technique and systematic laboratory experiments. The finite element method is used to investigate the detailed thermomechanical behaviour of the weld during conventional GTAW and DC-LSND GTAW. With detailed computational modelling, it is found that by the introduction of a heat sink at some distance behind the welding arc, a saddle shaped temperature field is formed as a result of the cooling effects of the heat sink; the lowest temperature exists in the zone where the heat sink is applied. High tensile action on the surrounding zone is generated by abrupt cooling and contraction of the metals beneath the heat sink, which increases the tensile plastic strain developed during the cooling process and decreases the compressive plastic strain developed in the heating process, and therefore mitigates the residual stresses and plastic strains within and near the weld. The experimental results confirmed the effectiveness of the DCLSND technique and the validity of the computational model. With a proper implementation of the DC-LSND technique, welding stress and distortion can be reduced or eliminated in welding titanium alloy Ti–6Al–4V thin sheet, while no appreciable detrimental effects are caused on the mechanical properties of welded joints by applying the heat sink in the GTAW process.  相似文献   

12.
钛合金薄板焊接应力的随焊锤击控制   总被引:2,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
将随焊锤击技术应用于钛合金薄板焊接应力与变形控制,分别对TC4钛合金薄板进行常规焊和采用随焊锤击技术对焊接应力与变形进行控制,结果证实,随焊锤击工艺有效地减小了薄板焊件的挠曲变形,焊缝的纵向残余应力减小到常规焊的1/10,最大焊接挠曲变形由常规焊的15mm减小为5mm。  相似文献   

13.
王鹏  谢普  赵海燕  关桥 《焊接学报》2013,(12):63-66
采用数值模拟方法对低碳钢、不锈钢及钛合金3种材料薄板电弧焊接塑性应变演变过程进行了分析.结果表明,在焊接过程中,焊缝及近缝区内无论是纵向塑性应变还是横向塑性应变均为压缩塑性应变,熔池凝固及高温区冷却产生的拉伸卸载不足以完全抵消加热过程产生的压缩塑性应变,最终残留在焊缝及近缝区内的塑性应变仍保持压缩状态,压缩塑性区的宽度明显宽于材料"力学熔化"区宽度.  相似文献   

14.
It is a promising and new technology to apply welding with trailing peening to control welding stress and distortion of titanium alloy. Numerical simulation of conventional welding and welding with trailing peening of the titanium alloy sheet is carried out, using nonlinear finite element theory and the engineering analysis software MARC. The result shows that welding with trailing peening technology reduces longitudinal residual stress in welding joint effectively, and it is more effective to reduce residual stress to peen the weld than to peen the weld toe. It is a effective result that other technolooy and method used in welding can never achieved.  相似文献   

15.
钛合金焊接过程应力应变特点分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李菊  关桥  史耀武 《焊接学报》2010,31(3):53-56,60
采用有限元分析和试验测试相结合的方法对钛合金薄板钨极氩弧焊的焊接应力应变进行分析.结果表明,在焊接不均匀加热和冷却的综合过程中,熔池金属是在周边已经产生了压缩塑性应变的框架内熔化,并在已经发生了压缩塑性应变的近缝区框架内冷却.焊缝冷却过程中,在"力学熔化"区间,有拉伸塑性应变的卸载过程,但残余状态仍保留了压缩塑性应变.焊缝在冷却、凝固降温过程中,其纵向拉应力的峰值始终低于材料在相应温度下的屈服强度,直至残余状态.  相似文献   

16.
The characteristics of temperatures, stresses and strains fields have been studied numerically for a titanium alloy sheet welded with an improved gas tungsten arc welding method, in which a trailing spot heat sink is introduced to control the welding stress and distortion. The impinging jet model is employed to describe the internee heat transfer between the cooling media and the top suufuce of the workpiece. The influcnee of the distance between arc and heat sink is investigated. Results show that there is an ideal range of distance. Using the ideal distance, a low stress and no distortion welding structure can be derived.  相似文献   

17.
A 3D thermo-mechanical simulation model was developed to predict distributions of temperature and residual stresses during the gas tungsten arc welding (GTAW) process with a heat sink for Monel 400 plates using finite element method. The model was validated against the experimental measurements of both temperature and released strain in the welded plates. Effects of heat input, pipe diameter and water flow rate in the heat sink welding process were investigated. The results showed that in the GTAW process with a heat sink, the high temperature region was only limited to the vicinity of heat source and the maximum temperature of the sample was much lower than that of conventional GTAW process. This resulted in a lower residual stresses and even compressive stresses near the weld zone.  相似文献   

18.
线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
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。  相似文献   

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