轨道车辆用铝合金自动焊搭接接头裂纹研究

采用CLOOS焊接专机对6005A铝合金型材进行单丝脉冲MIG搭接焊试验.针对焊后普遍出现的焊趾裂纹问题,从接头组织、焊接热输入、焊接应力等方面进行综合分析,并结合Sysweld软件对焊接热源以及焊接过程的温度场、应力场进行数值模拟.试验结合模拟结果表明:6005A铝合金搭接接头焊接时,焊接热输入大和焊枪角度不合理导致...     

基于ANSYS的6082铝合金T形接头MIG焊的有限元模拟

借助有限元分析软件ANSYS,模拟了6082铝合金T形接头MIG焊的焊接温度场和应力应变场.采用移动的双椭球热源模型模拟MIG焊过程,并考虑到了母材6082和焊丝ER5356这2种材料随温度变化的热物理性能参数.通过3种不同的焊接速度模拟比较发现,随着焊接速度的增大,温度场区域面积减小,熔池温度降低,焊缝处纵向和横向残余应力均增大,热影响区和垂直于焊缝方向上纵向残余应力均减小,同时焊接角变形也会减小.     

焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响

基于焊接专用有限元软件SYSWELD对X20Cr13不锈钢平板对接接头TIG焊进行了数值模拟,研究了焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响。结果表明:其他焊接工艺参数不变时,焊缝熔池、熔合区及热影响区的尺寸大小随着焊接速度的增大而减小,焊接温度梯度也随之降低;焊接热循环的峰值温度随着焊接速度增大而减小;焊速为4mm/s时焊接接头的质量优于焊速为3和5mm/s时焊接接头的质量。     

轨道车辆铝合金MIG焊搭接接头应力及变形研究

为满足轻量化要求,铝合金在轨道交通车辆上的应用越来越多。搭接接头作为轨道车辆常见的接头形式之一,探索其焊接残余应力分布与变形规律对在轨道车辆生产中优化焊接工艺减少焊接变形,提高服役寿命有重要意义。采用热—弹—塑性有限元方法,对板厚2.2 mm和3 mm的6005A-T6铝合金MIG焊搭接接头的焊接温度场、应力场及变形进行模拟,并对比试验结果。结果表明,数值模拟结果与试验结果比较吻合,验证了建立的有限元模型的准确性。从模拟结果来看,铝合金搭接接头残余应力主要分布于焊缝和热影响区,整体呈现非对称性,在厚度方向上变化不明显;焊接变形主要位于下板边缘处,最大变形量达到2.6 mm,板在纵向产生凹向下的变形。     

焊接工艺参数对搭接接头形状及力学性能的影响

调查了焊接工艺参数对不锈钢搭接接头形状和力学性能的影响。对于1.5mm厚的304不锈钢薄板MIG焊搭接接头,焊接电流过小,搭接接头的承载能力很低;焊接电流过大,会导致焊件熔穿。过快的焊接速度会导致产生咬边。与焊接速度相比,不正确地设置焊接电流所带来的负面影响要更大一些。无论是改变焊接电流,还是调整焊速,确保焊件熔透是保证MIG焊搭接接头力学性能的关键。     

送丝速度对铝合金脉冲MIG焊能量输入及温度场数值仿真的影响

由于脉冲MIG焊接热输入量低以及自动化程度高,其被广泛应用于复杂薄壁结构件的焊接中。针对铝合金脉冲MIG焊,在焊机一元化控制系统基础上建立了送丝速度、焊接电参数与平均焊接功率的关系,并根据此关系建立了不同送丝速度下的温度场仿真模型,对比模拟和实测结果发现,焊接接头的熔深大小以及变化趋势符合良好。最终以焊接接头的熔深为指标得到了6005A铝合金结构脉冲MIG焊接的最佳送丝速度为7.0 m/min。     

基于改进热源模型的铝合金MIG焊数值分析

采用CMOS高速摄像机检测和分析铝合金熔化极气体保护焊(MIG焊)熔滴过渡行为,确定MIG焊熔滴的过渡频率和速度.在理论分析MIG焊热源特性、热作用模式以及焊缝形貌前提下,从宏观焊接热过程出发,提出并开发了适用于MIG焊的组合体积热源分布模式,MIG焊电弧被处理描述为经典的双椭球体热源模型,熔滴能量作用模式被表示成均匀球体热源模型.同时,在均匀球体热源模型中加入了熔滴热能和动能,实现了熔滴对MIG焊熔池冲击作用的影响.基于上述热源模型,建立了铝合金MIG焊温度场有限元模型,对厚板铝合金MIG焊温度场进行了模拟.结果表明,模拟获取的焊缝熔合线走势及形貌和实际焊接结果相吻合,证明开发的热源模型能够准确描述MIG焊指状熔深特性和热传导过程.     

基于SYSWELD的铝钢薄板CMT焊接温度场数值模拟

使用冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)焊对1 mm厚的6061-T6铝合金和Q235镀锌钢薄板进行了搭接焊试验,并使用SYSWELD有限元软件对铝钢薄板搭接焊的温度场进行了数值模拟,研究了焊接速度对铝钢异种金属CMT焊接温度场的影响。结果表明,焊接电流为68 A,焊接电压为10.9 V,送丝速度为3.9 m/min,焊接速度为0.56m/min时,焊缝成形较均匀。铝钢薄板搭接焊时,温度场偏向铝板一侧,呈非对称分布;在焊接电流、焊接电压和送丝速度相同时,焊接速度越高,热输入越小,焊缝越窄。     

高速列车用A5083P-O铝合金MIG焊热循环分析及残余应力研究

采用热循环装置对A5083P-O铝合金MIG焊进行热循环测试,并对MIG焊过程温度场和焊接残余应力进行数值模拟.测试结果表明:在焊缝中心处,热循环曲线比较“尖”,随着离焊缝中心的距离增加,热循环曲线由“尖”变“钝”,加热速度、峰值温度、高温停留时间与时间呈线性变化,而冷却速度变化规律不明显.计算结果表明,在其他焊接工艺...     

6061铝合金FSW接头与MIG焊接头对比试验

采用搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊分别对6061铝合金板进行了焊接试验,测试了焊接接头的强度,观察了焊接接头的金相组织,并进行了接头的硬度分布测试.结果表明,搅拌摩擦焊接头抗拉强度高达212.05 MPa,是母材抗拉强度的86％,比MIG焊的接头强度略高.焊接接头软化区宽度比MIG焊接头软化宽度窄.6061铝合金母材为典型的轧制组织,焊核区为细小的等轴晶组织,MIG焊接头焊缝为柱状晶组织.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.