微波组件激光封焊的温度场仿真

基于高斯面热源加三维锥体热源的组合热源模型和ANSYS有限元软件,建立了高硅铝合金微波组件壳体的激光焊接数值分析模型。使用三角周期函数实现热源功率的循环加载。通过激光焊接过程的热仿真,分析了密封焊接过程中,微波壳体四条边的温度分布规律以及温度变化趋势。仿真结果表明,焊缝中心的温度随着焊接过程的持续进行而不断升高,焊接速度的提高也导致焊缝中心温度增加。此外,焊接过程中,铝硅壳体温度也持续上升,第4道焊缝收弧时,该点附近底板温度已经达到210 ℃,会损害底板上电子元器件的性能。     

汽车尾气歧管净化器焊接加工的数值模拟

通过Pro/E对汽车歧管净化器进行了三维建模,利用Visual-mesh软件进行了网格划分,采用焊接仿真软件SYSWELD对焊接热源模型进行校核并对焊接过程进行了模拟分析,获得了歧管温度场与应力场及变形的分布情形。结果表明,歧管在焊接过程中,焊缝单元处的温度随着焊接的进行迅速升高,但其温度场形态在整个焊接过程中基本不发生变化;焊接应力和变形由于装卡方式的不同以及焊缝处局部的加热熔化与冷却,产生了纵向和横向收缩变形。研究结果有助于歧管焊接工艺的改善。     

基于“局部-整体”映射有限元的大型焊接结构变形仿真研究

大型焊接结构的制造成本高,生产周期长,其焊接变形的研究的主要问题是仿真计算效率低,计算周期长。以动车组铝合金侧墙为研究对象,根据实际的焊接工艺参数,采用物理试验与仿真热源校核对比的方法,对两种焊接接头进行热源模型模拟,给出较真实的热源模型,并建立两种接头的精细三维模型,进行局部模型的仿真计算,给出其纵向及横向的焊接残余应力的分布情况,基于"局部-整体"映射有限元法,提取接头三维局部残余塑变模型,并映射到整体薄壳模型,实现动车组铝合金侧墙的焊接变形数值模拟,仿真计算结果与物理试验测试结果基本吻合,证明该方法及仿真模型的合理性,解决了实际工程中大型焊接结构的变形计算问题,为进一步焊接变形的控制研究提供实用的理论依据。     

深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟

利用旋转Gauss曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型.利用PHOENICS3.4软件,模拟了SUS304不锈钢深熔激光焊接热过程的温度场和熔池熔合线形状,得到了不同焊接速度下的温度场分布云图和"钉头"状的熔池形状.数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

对接接头焊接温度场的三维数值模拟

焊件在快速加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件.文中采用Gauss分段移动热源模型,考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型,并应用APDL语言实现了焊接全过程温度场的三维动态模拟,其结果与理论值完全吻合,证明了数值模拟的可靠性.     

压气机叶片MPAW堆焊的热源参数模拟仿真

以航空发动机的镍基高温合金压气机叶片为研究对象,采用移动热源,通过COMSOL仿真软件对焊接修复过程中的热源输入参数进行模拟仿真,研究镍基合金叶片在焊接修复过程中需要的功率大小,优化焊接修复工作中的初始设定参数。并且利用MPAW焊接实验平台对仿真数据进行堆焊实验,对修复的叶片增材制造部分进行分析,并进行横向对比,根据实验结果优化焊接的热源功率参数。结果表明,仿真分析和实验有较好的预期结果,仿真分析与实验可以优化热源参数设定,证明利用COMSOL软件模拟对镍基合金使用MPAW焊接修复的热源参数的设置有较好的指导意义。     

Ansaldo窄间隙埋弧焊接中心在水泥设备生产中焊接坡口问题的探讨

在水泥设备的生产中,广泛存在着中厚板的焊接,而这些中厚板焊缝又多为环焊缝或直焊缝,这样就为实现自动焊接创造了有利条件。为此,唐山水泥机械厂从意大利Ansaldo公司购进了一套窄间隙埋弧焊接中心,用于中厚板环焊缝和直焊缝的自动焊接。而在中厚板的焊接过程中,当焊接方法和焊接设备确定后,焊接坡口则成为保证焊接质量和生产效率的关键因素。为此,本文针对Ansaldo窄间隙埋弧焊接中心在水泥设备生产中用于中厚板焊接的焊接坡口及其实用性、经济性进行分析和探讨。     

电子束焊接数值模拟中分段移动双椭球热源模型的建立

直接利用移动双椭球热源模型对电子束焊接过程进行数值模拟时,计算量庞大,计算效率低下。为此,在移动双椭球焊接热源模型的基础上,经分析推导得到了分段移动双椭球热源数学模型,并通过实际的物理试验和数值模拟对该模型进行了验证。结果表明,采用该热源模型可以在保持良好计算精度的基础上极大提高计算效率,使模拟实际复杂焊接构件的焊接过程成为可能。     

分体式捣镐的焊接有限元模拟

介绍了铁路捣固车的工作原理、捣镐的失效形式以及国内外捣镐的特点和使用寿命。选择分体式捣镐为研究对象,运用ANSYS对捣镐的焊接过程进行模拟。采用高斯热源模型进行了焊接温度场数值模拟,通过ANSYS的APDL命令流、动态填充热流密度表,方便地实现了移动热源的加载,得到了焊接温度场和残余应力场分布数据,较好地模拟了实际焊接过程。仿真结果符合已有的焊接过程残余应力产生理论,验证了仿真过程的正确性。     

大功率自动螺柱焊枪的研制

复合热源螺柱焊接工艺是一种新型螺柱焊接技术,在深入试验研究传统电弧螺柱焊枪的基础上,根据复合热源螺柱焊接和空心螺柱旋弧焊接的工艺需求,设计研制了一种适用于中厚板大直径复合热源螺柱自动焊接的大功率焊枪,该焊枪采用直柄式设计,使用了独具特色的专用电磁铁、引弧提升机构和导向机构,采用所设计的大功率自动螺柱焊枪,进行了8～30mm板厚12～21mm直径的自动螺柱焊接工艺试验,焊接过程稳定、接头饱满,接头强度与螺柱强度之比达到1.04,很好地满足了复合热源螺柱焊接工艺的要求.