“华龙一号”反应堆驱动机构钩爪设计制造优化研究

为得到寿命更长的钩爪,基于有限元仿真对“华龙一号”反应堆驱动机构钩爪的堆焊工艺进行优化。首先建立堆焊工艺仿真模型,通过仿真结果确定合理的焊接工艺和参数;然后根据优化后的焊接工艺进行零件试制,并对试验件进行金相检验、硬度检验和热态寿命试验。试验结果表明：采用钴基合金堆焊耐磨面的双齿钩爪具备较高的硬度和耐磨性,满足第三代压水堆核电厂对驱动机构运行寿命的要求。     

E347型不锈钢单层带极电渣堆焊技术研究

采用带极电渣堆焊方法进行单层堆焊工艺参数试验,研究堆焊层厚度与化学成分、铁素体数FN之间的关系,以及焊接电流和焊接速度对堆焊层厚度、宽度、稀释率的影响规律,对堆焊层微观组织进行分析。利用筛选出的工艺参数开展堆焊工艺评定试验,其结果满足加氢反应器单层堆焊E347型不锈钢的技术要求。     

堆焊工艺在红冲模具上应用

本文通过分析堆焊的焊接原理、特点及红冲模具的性能特点进行红冲模具堆焊工艺试验研究。通过大量工艺试验,找出了适合红冲模具的焊接方式,确定了工艺参数,不仅确保焊接质量、提高模具使用率,而且创造了经济效益。     

基亏ANSYS的某摇臂组件电子束焊有限元模拟

利用ANSYS有限元分析软件以及APDL的二次开发,编写了不锈钢材料0Cr15Ni5Cu2Ti的电子束焊的模拟程序。建立了圆周焊缝电子柬焊接的有限元模型,用数值模拟的方法从理论上分析焊接过程、焊缝应力分布和收缩变形。通过研究焊接过程中焊接时序、温度控制等关键问题,摸索出最佳电子束焊接工艺参数。试验表明,该工艺方法获得了较好的焊缝质量。有限元分析方法为焊接工艺参数的选择及优化提供了理论指导和参考,缩短了工艺试验周期,节约了费用。     

焊接工艺参数对温度场影响的试验与数值模拟研究

针对焊接电流、焊接速度、焊板间隙以及焊枪偏离焊缝中心的偏心值4个焊接工艺参数进行了TIG焊接试验和数值模拟研究。为减少试验次数，采用了正交设计方案。利用红外测温仪测量和记录了焊件正面上某些点的热循环曲线，然后采用有限元法进行三维焊接温度场的数值模拟，并同试验值进行了比较，二者基本吻合，表明数值计算模型的有效性；以此数值和试验结果为基础，结合正交试验理论，分析了上述4个工艺参数对温度场(以某点热循环中的峰值温度为代表)的影响顺序，表明偏心值对焊接温度场的影响很大，而这一点是以往的温度场数值仿真研究中所忽视的，需要引起足够的重视。     

双相钢焊条电弧焊堆焊工艺研究

在不同焊接电流、焊接电压和冷却速度下进行了系统的双相钢焊条电弧堆焊工艺研究,分析了焊接规范对双相钢堆焊金属铁素体含量的影响。试验表明：在双相钢焊接过程中,电弧电压对堆焊金属铁素体含量的影响最大,堆焊金属铁素体含量随着电弧电压的提高而急剧下降。堆焊金属铁素体含量会随着焊接电流的降低及冷却速度的加快而有所提高。经过优化的堆焊工艺下,堆焊金属各项性能均能满足相关标准及技术文件要求。     

基于人工神经网络的板料弯曲成形工艺优化及回弹分析

结合人工神经网络所表现出来的良好特性,利用正交试验获得的数据作为神经网络的训练样本,建立输入为弯曲工艺参数、输出为回弹量的神经网络模型,并通过样本检验了ANN模型的准确性,从而缩短设定工艺参数的时间,在工艺参数取值范围内,采用ANN模型代替CAE软件模拟试验,结合正交试验法,对工艺参数进一步优化.结果表明:将神经网络与正交试验、数值模拟三者结合用于板料弯曲成形参数优化,可以缩短优化工艺参数的时间.提高工艺设计效率,并能获得比单纯使用正交试验和数值模拟方法更为优化的结果.     

机械GTAW不锈钢焊丝摆动堆焊技术

通过调整机械GTAW摆动堆焊焊接参数,对影响机械GTAW摆动堆焊焊接质量的因素进行分析。通过焊接工艺评定试验对摆动堆焊焊接质量进行验证,焊缝经无损检测均合格。该焊接技术已成功应用于蒸汽发生器产品制造中。     

钢轨轨面堆焊温度场的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对U71Mn钢轨轨面堆焊温度场进行数值模拟,研究了预热、后热、预热+后热三种焊接工艺对焊接冷却时间(t8/5)的影响,并对焊接热影响区的组织进行观察,最后对模拟结果进行了试验验证。结果表明:预热、后热、预热+后热三种焊接工艺均能延长t8/5,预热+后热的效果最佳,后热的效果优于预热的;预热+后热工艺是防止出现淬硬组织和冷裂纹行之有效的措施;采用模拟得到的焊接工艺可以达到消除马氏体组织的目的,试验结果验证了模拟结果的准确性。     

2219铝合金激光电弧复合焊接及其温度场的模拟

研究了在激光电弧复合焊接条件下,2219铝合金的焊接工艺参数及其温度场的变化。通过调节激光功率、焊接速度等,得到了最佳焊接工艺参数;利用ANSYS有限元软件,采用均匀分布的高斯分布热源、柱体热源与椭球热源模型相叠加的组合热源模型,对6 mm厚2219铝合金的激光-MIG复合焊接温度场进行了数值模拟。实验所得焊缝接头平均抗拉强度为155 MP,达到铝母材的51%;且数值模拟结果与焊缝截面尺寸基本一致,表明了所选热源模型可适用于2219铝合金激光-MIG复合焊接温度场的数值模拟。该研究为铝合金的激光-MIG复合焊接的工艺研究以及数值模拟提供了有益的参考。     

强化应力及预强化处理对平板焊接残余应力的影响

根据06Cr19Ni10奥氏体不锈钢材料的室温拉伸试验结果,采用ANSYS有限元软件对不同屈服强度下平板焊接过程及焊后强化过程进行了数值模拟分析。结果表明,焊后强化并不能完全消除焊接残余应力,但可以显著改善焊接残余应力的分布;对不同强化工艺下平板的焊接残余应力进行比较,指出对材料进行预强化处理更有利于改善焊接残余应力。模拟分析结果可为应变强化工艺参数筛选提供一定的参考。     

钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS，以激光焊接和TIG焊接温度场模拟为基础，对钛合金薄板的焊接残余应力进行了数值模拟，并分析了不同焊接工艺参数对激光焊接和TIG焊接残余应力分布的影响。数值模拟中考虑了材料参数的温度相关性，并与小孔释放法测试的焊接残余应力进行比较，结果表明：计算结果和测试结果吻合较好。     

反应堆压力容器三交区堆焊技术研究

通过反应堆压力容器三交区带极堆焊、手工电弧堆焊、TIG堆焊3种焊接工艺方法的堆焊试验,并进行无损探伤检验,低倍、金相检验,对比分析不同镍基焊材及工艺方法焊接后三交区的焊接质量,确定出最佳堆焊工艺方案。     

基于多目标遗传算法的板料拉深成形工艺参数优化设计

以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型。为了减少数值模拟的次数,利用人工神经网络建立了各种工艺参数和模拟结果之间的映射关系,大大提高了优化的效率。以汽车消声器为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果。     

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。     

汽车天窗导轨悬臂型材挤压模具设计及工艺参数优化

采用分流组合模具结构设计方法改进设计了某汽车天窗导轨悬臂实心型材传统的挤压模具,利用Hyper Xtrude软件,分析了挤压模具的应力状态及偏移量。以提高模具强度为指标,设计了挤压工艺参数正交试验的数值模拟方案,对试验结果进行了极差分析,得出了挤压工艺参数的最优组合。试验结果显示各挤压工艺参数与模具应力之间呈较强的线性关系,由此以正交试验数据为样本,建立了四元线性回归模型,并通过对任意组合的挤压工艺参数进行数值模拟测试,验证了回归方程的可靠性,模型为挤压工艺参数的选择提供了参考。     

随焊旋转冲击对液压支架熔覆层性能影响研究

采用D112堆焊焊条在液压支架磨损处进行堆焊修复,研究了随焊冲击工艺对熔覆层性能的影响。采用小孔法对堆焊层进行了残余应力分析,并通过金相组织观察、硬度试验、耐磨性试验及耐蚀性试验对堆焊层的性能进行了比对分析。由试验结果知：随焊冲击可以有效地减小焊接残余应力,细化晶粒,提高堆焊层的硬度及耐磨耐蚀性能。     

加氢反应器90°弯管部件的焊接制造

介绍3种内壁自动堆焊机实现加氢反应器90°弯管部件的焊接制造,通过模拟部件的试验过程及结果总结了工艺过程中的控制难点及注意事项。与以往90°弯管部件的焊接制造工艺相比,该工艺相对简单且质量得到了保证。     

输电杆塔挂点焊接变形和残余应力仿真分析

降低输电杆塔挂点焊接的变形和残余应力有利于提高输电杆塔挂点低温服役寿命。采用ABAQUS建立输电杆塔挂点有限元模型,采用双椭球热源模型模拟焊接热输入,采用生死单元技术模拟焊接材料的增长过程,考虑材料随温度变化的物理性能参数、辐射散热及对流等因素的影响,对挂点焊接温度场、变形和残余应力场进行数值模拟,分析了不同焊接工艺方法下输电杆塔挂点多层堆焊的多位置焊接变形和残余应力分布。结果表明,与原方案相比,焊道交错和层间交错方式的焊接改进方案有利于减少输电杆塔挂点的变形和焊接残余应力,从而有利于提高其在极端环境下的使役性能。     

带极堆焊技术在封头中的应用

根据封头在堆焊时,巨大的焊接应力会使封头发生焊接变形,设计制作了封头的堆焊工装。根据封头的堆焊试验情况,确定了带极堆焊的焊接工艺参数,并制定了封头的热处理工艺方案。根据封头的曲面堆焊要求,配备了专用焊接变位机。结果表明,采用该方案堆焊的封头变形量小,焊缝质量好。