基于有限元的PE电熔接头焊接过程温度场模拟

根据PE电熔管件结构对称性及电熔焊接原理,建立PE电熔接头三维简化模型;利用ANSYS Workbench软件中瞬态热分析模块进行焊接参数设置和接头传热的有限元模拟;在恒温试验室进行了PE电熔管件焊接过程的热电偶测温试验,通过温度试验值和模拟值的对比验证了有限元建模方法及结果的正确性。应用该建模仿真方法分析现用焊接工艺参数对不同型号电熔管件的适应性,研究焊接工艺参数变化对熔接温度场影响规律,提出优化焊接质量的焊接参数制定方法。     

聚乙烯管道电熔焊接的温度场模型

聚乙烯管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响。本文在分析了聚乙烯管道电熔焊接过程的基础上,提出了焊接过程中热量传输的数学模型,采用完全隐式差分方法对电熔焊接过程中的瞬态温度场进行了数值模拟,并利用热电耦温度自动采集系统对焊接时的温度场变化进行了实时自动检测。通过实际测量值和模型预测值的比较表明,所建立的数学模型是合理的,计算结果与实际测试结果基本吻合,这一模型的提出有助于焊接质量的保证     

聚乙烯管道电熔接头焊接过程温度场分析

电熔焊接是聚乙烯燃气管道常用的连接技术之一.电熔焊接过程的温度场分布对接头的强度和寿命有着重要的影响.文中建立了聚乙烯管道电熔焊接接头的一维非稳态整体传热模型,综合考虑聚乙烯比热容、密度和热导率的温度非线性,电阻丝与聚乙烯的热导率以及实时输入功率随温度变化对温度场的影响.结果表明,利用文中的方法可以准确地预测电熔焊接过程的温度场,跟踪焊接功率的实时变化情况.     

激光焊接铝合金材料过程的建模与仿真

在试验基础上,利用有限元软件ANSYS对3A21铝合金材料激光焊接温度场进行了动态模拟。通过对激光焊接非线性瞬态过程的分析,分析与温度场有关的潜热、热传导、对流、辐射等材料热物理属性,建立了激光焊接的移动热源模型。仿真结果表明:激光焊接薄板铝合金的温度场梯度大,热影响区小;温度场中各点温度呈指数式升高和衰减;焊缝和近焊缝区温度升降急剧,焊缝宽度的仿真结果与试验结果相一致,从而验证了所建立的移动热源模型在激光焊接铝合金薄板温度场模拟中的适用性,在一定程度上揭示了激光焊接的成型机理。     

汽车变速器双联齿轮的激光焊接仿真分析

基于计算机仿真技术,利用三维高斯圆锥热源模型对汽车变速箱双联齿轮激光焊接过程进行数值模拟.采用纳米压痕法测量双联齿轮激光焊接后的残余应力分布,并与仿真结果进行对比分析.结果表明:建立的双联齿轮激光焊接仿真模型在一定程度上成功地实现了对双联齿轮激光焊接过程焊接温度场、残余应力的模拟,为优化双联齿轮激光焊接工艺提供了理论依据和指导.     

不同热源模型对Q345中厚板焊接温度场的影响

采用ANSYS有限元分析软件,分别以双椭球热源模型和均匀体热源模型对Q345中厚板多层焊的温度场进行模拟,以研究不同热源模型的作用特点及其对焊接温度场的影响。结果表明:在相同的焊接条件下,均匀体热源和双椭球热源的温度场基本一致,采用均匀体热源的焊接熔池也呈椭球形。与椭球热源相比,采用均匀体热源模型的温度场仿真结果更符合实际。但采用均匀体热源时,焊缝起始位置的温度偏低。因此,在焊接温度场仿真过程中,焊接的起始位置采用双椭球热源,其它位置采用均匀体热源,是一种较为理想的焊接能量施加方式。     

基于ANSYS的高强钢厚板对接焊缝热裂纹成因分析

利用ANSYS的APDL参数化设计语言,以节点方式建立模型,对实际生产中JFE-HITEN 780S高强钢CO2气体保护焊的三维焊接温度场和应力场进行了数值模拟。模型实现了对实际生产中JFE-HITEN 780S高强钢36 mm厚板的13层、29道实体焊接工艺过程进行的仿真,在仿真和理论基础上对焊接热裂纹的成因和防止措施进行了分析。     

基于计算机模拟的316LN不锈钢TIG焊接工艺

基于计算机模拟技术对316LN不锈钢板的TIG焊接过程进行了热变形分析。利用红外热成像法、X射线衍射法、超声检测等方法对焊接过程中的热循环、残余应力和变形进行测量,以验证计算机模拟结果的准确性。结果表明,红外热成像法是验证焊接接头处温度分布的有效方法。温度场、残余应力以及变形的计算机模拟结果与实验结果吻合度较高。     

CFRP与不锈钢激光焊接气泡缺陷的研究

针对激光焊接碳纤维增强树脂基复合材料与金属过程中，焊接接头处易产生气泡的问题，以碳纤维增强树脂基复合材料与不锈钢为研究对象，仿真研究了激光功率、扫描速度、填充树脂对焊接接头附近温度场的演化规律，以得到有效控制气泡的工艺参数窗口。结果表明：激光扫描速度参数窗口范围随着激光功率的增加而增大，随着填充树脂熔点与气化点的温度差值增加而增大。因此，在高功率范围焊接过程的可控性和稳定性更好，低功率范围更需要精准控制激光扫描速度，以控制焊接接头处的气泡形成。     

基于ANSYS的钛合金真空电子束焊数值模拟研究

利用ANSYS有限元软件对尺寸60 mm×100 mm×6 mm的TC4钛合金板进行真空电子束焊接的数值模拟仿真研究。建立高斯面热源和椭球体热源组成的组合移动热源模型作为仿真的热源模型,研究TC4钛合金在真空电子束下的焊缝成形过程、焊缝附近的应变变化情况及焊接过程中热源温度场的变化。     

埋弧平板堆焊温度场的三维动态模拟

埋弧平板焊接过程中,对温度场分布的实时检测是掌握焊接质量的有效逢径.采用有限元分析法,建立了埋弧平板堆焊温度场有限元计算模型,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现在移动热源载荷下的有限元计算,计算得到了不同时刻的埋弧平板堆焊温度场分布情况以及不同点的热循环曲线.通过试验验证,得出仿真结果与试验结果比较吻合,表明建立的温度场有限元计算模型适用于平板埋弧焊过程温度场动态计算与分析.     

Nd:YAGCW激光热传导焊Ⅰ.温度场三维解析计算

激光热导焊是激光焊接中一种重要的焊接模式 ,广泛应用于薄件的焊接中。焊接温度场以其为焊接过程最直接的外在表征而成为焊接过程研究的一种常用的研究手段。通过连续波激光热导焊温度场解析计算对激光热导焊进行了研究 ,建立了激光热导焊温度场的三维解析模型 ,并讨论了利用模型对焊缝熔合线进行计算。最后基于焊缝熔合线尺寸试验值和计算值的比较对温度场解析模型进行了验证 ,验证试验结果表明所建立的激光热导焊温度场三维解析模型能够较为准确地计算出焊缝熔合线的尺寸     

基于ANSYS的薄壁箱形梁的焊接温度场分析

利用有限元分析软件ANSYS对薄壁箱形梁焊接的瞬态温度场进行了分析,得到了焊件在焊接过程中每一瞬时的温度场分布情况,计算结果能够反映真实焊接过程,可以作为热弹塑性有限元法分析焊接变形的依据。在进行薄壁箱形梁焊接温度场的分析过程中,同时依据焊接工艺过程,建立了瞬时分段的焊接体热源模型,并考虑了焊接顺序的影响。     

小管径不等厚不锈钢导管全位置焊接数值模拟

火箭制造中需要实现不等厚小管径不锈钢管的焊接,在实际的施焊过程中,使用的是固定管件在封闭状态下进行全位置TIG焊(钨极氩弧焊),但由于在钨极围绕导管焊接过程中,在特殊位置易产生焊接缺陷,影响焊接质量,且密闭状态下无法观测,故采用有限元模拟的方法对焊接机理进行研究。为研究焊接整体过程,先从温度场开始模拟,得出应力场及熔池流场。结果表明,模拟结果与实际情况相符,随着焊接过程的进行,焊接温度场由最初的加热不足,直到形成稳态温度场分布,形成与实际相符的熔池区域。对流场进行分析后得出,在熔池较大时易产生焊接缺陷,且此时对焊接速度及热输入的敏感度高。     

列车转向架侧梁焊接温度场的数值模拟

利用ANSYS有限元软件建立了列车转向架侧梁的有限元模型,对侧梁T型接头的三层12道焊缝的焊接过程进行温度场的数值模拟,分析和讨论温度场的计算结果。结果表明,采用本方案能够较为准确的模拟列车转向架侧梁的焊接过程,与实际焊接情况的温度场分布接近,为列车转向架侧梁的焊接结构进行三维焊接温度场的分析和焊接工艺控制提供了理论依据和指导。     

基于热源数学模型的电子束焊接仿真

建立合理的热源分布数学模型可以提高电子束焊数值模拟的计算精度。常用的热源数学模型有磁盘形、双椭球形和圆锥形热源分布模型。根据焊接任务,对圆锥形热源模型加以改进,建立了不等壁厚管件的电子束焊接数值分析模型,通过与物理实验进行对比,分析了电子束焊过程的温度场分布以及应力场分布,并验证了改进后热源分布数学模型的准确性。     

超声相控阵技术对聚乙烯管道焊接接头的检测研究

介绍了聚乙烯管道焊接常用的热熔焊接及电熔焊接的工作原理,对焊接过程中常见的缺陷形式进行了总结。另外,着重介绍了超声相控阵技术在聚乙烯焊接接头缺陷检测中的应用,并采用该技术对聚乙烯电熔焊接时常见的电熔夹杂、电熔冷焊、电熔过焊、电熔承插不到位、电熔孔洞及聚乙烯热熔焊接时出现的热熔夹杂、热熔孔洞、热熔未熔合等缺陷进行了表征分析,结果显示,超声相控阵技术可有效对聚乙烯焊接时常见缺陷进行识别,且表征结果具有可追溯性。     

铝/镁异种金属搭接搅拌摩擦焊接温度场数值模拟研究

利用有限元分析软件ABAQUS对铝/镁异种金属搭接搅拌摩擦焊温度场进行模拟研究,计算了焊接过程中不同焊接参数对温度场的影响.结果表明:数值模拟结果与测量结果能够较好吻合,热源模型的建立基本符合搅拌摩擦焊接过程,验证了已建立的模型的可靠性.     

电熔焊接机电源设计

随着聚乙烯(PE)压力管道在燃气输送、供水领域的广泛应用,PE管件施工现场焊接便捷、可靠,成为体现电熔焊接机性能的关键。电熔焊接机电源采用BUCK直流斩波开关电源电路,以单片机为控制核心,实时监测焊接电压,经PI控制算法产生电压闭环控制PWM信号,并根据施工现场环境温度在焊接时间上予以补偿。该焊接电源装置电路结构简单,焊接可靠,便于维护,可实现大功率焊接。     

液压缸连续驱动摩擦焊接的温度场模拟与试验分析

根据连续驱动摩擦焊的简化模型,推导了焊接过程的热输入数学模型;并通过热过程分析,建立了液压缸连续驱动摩擦焊接三维热分析有限元计算模型;利用有限元软件ANSYS计算获得了液压缸连续驱动摩擦焊接头温度场的分布特征。利用红外测温仪对液压缸连续驱动摩擦焊接接头温度场进行了现场测量,测量结果和数值模拟结果基本一致。