圆环构件增材制造残余应力模拟及尺寸效应分析

采用顺序热力耦合有限元模型对圆环构件激光沉积增材制造过程残余应力和残余变形进行数值模拟。在对直板激光沉积增材制造残余应力验证的基础上,对不同激光移动速度、不同尺寸环状构件激光沉积增材制造过程残余应力变化进行了系统的讨论研究。模拟结果表明,激光沉积增材制造后,环形构件残余变形以增材层径向向内弯曲和基板竖向向下弯曲为主;增材层残余应力依然以环向和竖向残余应力为主,最大拉伸残余应力接近材料屈服点。激光移动速度的减小将极大的影响增材层残余应力的分布,提高中间增材层内、外侧环向残余应力,并使得增材层径向向内弯曲量减小。在相同工艺下对不同尺寸环状构件进行激光沉积增材制造,环状构件截面内环向和纵向拉伸残余应力区域均将随构件尺寸的增大而增大,这与构件在经历多次热循环过程中的冷却速度有关。制造过程中可采取提高环境温度、降低冷却速率等方式降低大尺寸构件截面内拉伸残余应力,以提高激光沉积增材制造构件后期服役性能及安全性。     

基于电磁控制的随焊锤击对焊接残余应力的影响

针对焊接残余应力难以消除的特点,结合几种能够实现随焊锤击功能的方案,提出了一种基于电磁控制的随焊锤击消应力的工艺方法,并研制出了基于电磁控制的随焊锤击试验装置.采用小孔释放法测量随焊锤击前后的残余应力,通过对比和试验分析得出了影响电磁锤随焊锤击效果的主要参数,其中锤击力和锤击温度对焊接残余应力的影响显著.     

电磁锤随焊锤击控制焊接应力变形新工艺

通过用电磁锤锤头对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的锤击力,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;同时使焊缝金属在纵向和横向充分延展,降低了焊接残余应力.试验结果表明:该工艺简单可靠、轻便灵活,不但能控制焊接变形、防止焊接热裂纹的产生,而且能使焊缝组织均匀细化;与未锤击时相比,试件焊缝纵向残余应力平均下降了约90%.     

钛合金薄板焊接应力的随焊锤击控制

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。     

LY12CZ铝合金随焊锤击碾压工艺优化

针对生产现场大尺寸LY12CZ铝合金薄板(2500 mm×6000 mm×2 mm)拼焊制造过程中的热裂纹和焊接变形问题,采用自动TIG拼焊设备的动态随焊锤击碾压焊接技术对焊接工艺进行了优化.通过与常规焊接的焊接金相、力学性能试验和断口扫描电镜进行对比显示,通过工艺优化,随焊锤击碾压技术有效降低了焊接残余应力,减小了焊接变形,并使锤击碾压行为与焊接熔池的凝固过程相匹配,从而防止了LY12CZ铝合金热裂纹的产生.     

基于关节机器人的电弧熔丝焊锻复合增材再制造热锻模修复

为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性.首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法;随后,提出满足增材再制造工艺所需的关节机器人TCP姿态控制算法,以达到控制焊枪与焊接路径夹角的...     

LD10薄板随焊锤击工艺的有限元分析

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。     

窄间隙埋弧焊焊接曲轴

焊接曲轴是近代曲轴制造工艺中一个重要成就.采用窄间隙埋弧焊方法焊接曲轴,不仅保证了焊缝的强度和刚度,而且节省了材料、降低了焊接应力、减少了焊接缺陷.     

基于温度函数法的铝合金电弧增材制造残余应力与变形数值模拟

电弧增材制造是制造大型复杂铝合金部件的新方法,但残余应力和变形对制造件的性能有重要影响. 建立了铝合金电弧增材制造件残余应力和变形的顺序热-力耦合有限元模型,采用移动热源法计算了增材过程的温度场,根据峰值温度的分布和演变特征确定了温度函数的提取方案,并分别采用移动热源法和温度函数法进行了残余应力和变形计算.结果表明,1段,3段,5段温度函数法分别将力学分析时间缩短91%,79%,63%,残余应力和基板变形误差均在20%以内,在满足计算精度的前提下显著提高了计算效率,为大型铝合金电弧增材制造件残余应力与变形的预测提供了途径.     

基于电弧增材制造的截面扫描轨迹规划

采用CMT焊接工艺进行了电弧增材制造,研究了不同扫描轨迹对薄板焊后变形程度的影响. 通过运用空间最小二乘法模型,建立了S值判别法,表征了试板变形程度. 通过比较不同扫描轨迹下的S值,获得薄板最小变形程度所对应的轨迹特征,从而总结轨迹特征,得到电弧增材制造过程中截面扫描轨迹规划的原则,并成功地将轨迹设计原则应用到实体零件增材制造的过程中,获得了良好的成形效果及致密实体,为不同截面上扫描轨迹的设计提供了试验基础.     

复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺

针对轻轿车复杂弯轴类锻件现有生产工艺的诸多问题及该类锻件自身的技术特点,本文提出辊锻－摩擦压力机模锻复合工艺方案,介绍有关辊锻毛坯,弯曲毛坯,弯曲回弹,弯曲工序的合理安排等工艺设计要点及模具的合理结构与设计。本文中的工艺设计方法对其它复杂弯轴类锻件有普通参考意义。     

Y7-C盘头锻件精化设计与锻压工艺改进

Y7-C铝合金盘头锻件是经编机上用的盘头坯料。针对该锻件加工余量大，金属利用率低，生产工艺复杂，生产成本高等问题，开展了锻件精化设计与锻压生产工艺改进的研究工作，并取得了成功。经生产实践证明有良好的技术和经济效益。     

锻锤在现代锻造工业中的复兴

分析锻锤在现代锻造工业中的地位及适应性;介绍了国内外的锻锤发展情况;简述传统蒸空锤优缺点和换头改造技术,以及全液压短行程模锻锤在现代锻造工业中的应用。     

截齿锻件冷锻成形工艺分析

根据截齿锻件的形状特点,制定其冷锻成形工艺方案,即制坯、预成形与终锻成形。采用镦粗预成形时,易发生局部失稳现象,无法获得合格的截齿锻件。针对该问题,提出正挤预成形的改进工艺方案,并进行三维有限元模拟,模拟结果表明改进方案合理可行。在此基础上,设计出截齿锻件模具实现了截齿锻件的批量生产。     

Y14-A盘头锻件精化设计与锻压工艺改进

针对7A10铝合金原Y14盘头加工余量大,金属利用率低,生产工艺复杂,产品成本高等问题,进行了锻件精化设计与锻压生产工艺改进,并取得成功.生产实践表明改进后的工艺有良好的技术、经济效益.     

大锻件生产与锻造技术发展

阐述了国内外大锻件生产的发展,并对锻造液压机生产能力作了简介。     

锤上无飞边模锻的探索

从生产实际需要出发,以轴对称圆盘类锻件为例,论述了在模锻锤上进行无飞边模锻的可行性,列举了应用实例并进行了效益分析和应用前景的预测。     

矩形截面锻件的径向锻造力与展宽

首先针对矩形截面锻件径向锻造工艺进行了试验研究,并采用有限元法进行了三维数值模拟,不同压下率条件下模拟与试验所得的锻造力误差不超过5%,表明有限元模型是合理的。采用有限元模拟方法,分析了压下率和送进率等参数对径向锻造力与坯料展宽的影响规律。采用回归正交试验方法,将无量纲化的工艺参数对径向锻造力与坯料展宽的影响规律拟合为二次多项式,拟合结果与有限元模拟结果的误差不超过6%,表明拟合公式是合理的。这些拟合公式可用于矩形截面锻件径向锻造工艺的设计和优化。     

铝合金U型模锻件锻造工艺研究

介绍了2A14铝合金U型模锻件的生产工艺,针对该模锻件的材料特性、锻件的结构特点和技术要求,确定了锻造工艺。经过生产验证,制定的锻造工艺是合理的,成功地生产出了外形尺寸、组织和性能均合格的2A14铝合金U型模锻件。     

牙嵌齿轮热精锻模具设计

牙嵌齿轮因其形状所致无法切削加工，采用电解加工工艺，生产效率低，精度差、寿命低，而且电解废液污染环境，应采用热精锻工艺。本文给出了牙嵌齿轮热精锻成形的实用模具结构，论述了模具设计、装配要点。该模具采用强力脱模装置，使锻件在锻击结束瞬间可以立即脱离凸模，解决了锻件将凸模抱死的关键技术问题。