焊接凝固裂纹数值模拟的研究及其进展

焊接凝固裂纹的产生与否取决于两个方面的因素,材料凝固裂纹阻力和凝固裂纹驱动力,凝固裂纹阻力可以通过试验方法来获得,而凝固裂纹驱动力主要采用有限元计算方法得到.对焊接凝固裂纹的形成机理、凝固裂纹驱动力曲线和焊接凝固裂纹阻力曲线的试验测量方法的数值模拟,以及防止凝固裂纹方法的数值模拟过程都进行了总结及展望.     

焊接凝固裂纹三维数值模拟与预测系统的前处理设计

设计了三维焊接凝固裂纹的数值模拟与预测软件系统,使普通的焊接技术人员可以简便地实现焊接凝固裂纹的数值模拟与预测.系统由三部分组成:前处理,后处理和凝固裂纹预测部分.其中系统的前处理可以帮助用户选择接头类型,对接头进行网格剖分,输入材料性能参数、焊接工艺条件以及力学边界条件等,并自动以MSC.Marc命令流的形式存储成MSC.Marc的过程文件.依据生成的过程文件,自行连接MSC.Marc有限元软件,对焊接凝固裂纹的温度场和应力、应变场进行数值模拟计算,并存储模拟结果,为后处理做准备.     

A-TIG焊接熔深增加机理

活性化氩弧焊(A-TIG)焊接方法与传统TIG焊相比,具有明显的熔深增加作用.模拟了Nimonic 263 A-TIG焊接流场温度场,并对试验与模拟焊缝形状进行了对比.结果表明,同一焊接电流下,与TIG焊缝相比,A-TIG焊缝的熔深较深而熔宽较小.随着焊接电流的增加或者焊接速度的降低,A-TIG焊缝熔深呈线性增加,且比TIG焊的熔深增加效果明显.通过分析流体流动方式,进一步推测了A-TIG熔深增加机理:熔池内液体流动方式是熔深增加的主要原因,熔池中心处液体的流速明显高于熔池边缘,中心由外向内的环流为熔池内液体流动的主导方向.这个方向的环流将高温液体带到熔池底部,使熔池底部的熔化速度较熔池边缘有了明显的增加,且随着焊接电流的增加,熔深增加效果也不断提高.     

基于UML的焊接工艺评定管理系统的设计与实现

在分析了船舶及锅炉压力容器等焊接生产制造企业焊接工艺评定流程的基础上,确定了系统的实际需求;运用软件工程中的UML(统一建模语言)及面向对象建模方法对系统进行了详细分析与设计;参照多种成熟商业软件的设计,确定了系统的设计方案;最终建立了Client/Server模式的焊接工艺评定管理系统.焊接工艺人员在登录系统后,可以管理、查询和打印各种工艺文件,完成从焊接工艺评定必要性判断到编制焊接工艺指导书、工艺评定报告、焊接工艺规程、接头焊接工艺卡以及各种试验报告的所有工作,而且通过系统提供的数据向导,实现焊接工艺指导书与工艺评定报告以及工艺规程之间的数据的导人与导出,能够更加快捷地完成工艺评定工作.这与实际焊接工艺评定的一般流程完全相符,很好地显示了系统的实用性.     

焊接凝固裂纹驱动力的分析与模拟

分析了焊接构件中熔池变形及凝固收缩对熔池尾部应力应变场的影响,建立了不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场的数值模拟模型,并对凝固裂纹的驱动力进行了计算.通过单元再生方案,消除了焊接构件中熔池变形对熔池尾部应力应变场的影响;通过增大材料的线膨胀系数,考虑了凝固收缩对熔池尾部应力应变场的影响,最终得到了各种条件下的焊接应力-应变场.     

基于C/S的钢材自动焊接工艺设计系统

利用VB的推理功能研制了一个基于Client/Server(客户/服务器,以下简称C/S)模式的焊接工艺设计系统,该系统可以被多个用户在企业的局域网上同时使用.本系统可针对常用钢材的常用焊接方法实现自动焊接工艺设计.此外,系统提供了方便的数据库及知识库维护方法,企业可以根据需要补充和更新焊接知识库,不断提高系统的实际应用价值.     

甲基异丁基甲酮对电感耦合等离子体发射光谱分析的影响

研究了ICP（电感耦合等离子体Inductively Coupled Plasma）中甲基异丁基甲酮对试液物理性质（表面张力、粘度）及雾化特性的影响，观测了发射强度和信背比及阳流和栅流随加入浓度变化的关系，并且用ICP发射光谱法测定了自来水中的Pb元素。结果表明，试液物理性质的改变使雾化效率提高了，光谱强度增强了。用该方法对自来水样品中Pb元素的测定结果平均值为1．933＊10^-3mg／L，RSD为3．87％，回收率为107％。     

通用型承压设备焊接工艺评定系统设计

结合NB/T 47014标准,针对以往相关系统开发周期长、成本高的问题和承压设备焊接工艺评定的需求,在基本的工艺文件(预焊接工艺规程、焊接工艺评定报告和焊接工艺规程)管理基础上,设计开发了通用型承压设备焊接工艺评定系统,实现了焊接工艺评定项目的辅助提出、焊接工艺评定的必要性智能判定以及焊接工艺规程的自动生成,辅助焊接工程师进行工艺评定,提高工作效率。与以往定制焊接工艺评定系统相比,通用型系统可满足大部分承压设备企业的使用需求,避免重复开发,缩短开发周期,降低开发成本。     

石墨对无渣自保护药芯焊丝性能的影响

基于Fe-Cr-C堆焊合金体系,研究了石墨含量对无渣自保护药芯焊丝熔滴过渡行为、焊接飞溅、焊缝成形,以及堆焊层组织和性能的影响。实验结果表明,石墨含量在0%~8%(质量分数,下同)范围内变化时,随着石墨含量的增加,熔滴细化、过渡频率逐渐增大;焊接飞溅呈现先减小后增大的趋势,当石墨含量为6%时,飞溅率出现最小值3.57%,此时亦获得良好的自保护效果,焊道成型美观,表面光洁无渣。石墨促进了堆焊层组织先析碳化物的形成,同时抑制了共晶碳化物的生长,并使得先析碳化物趋于垂直于母材表面生长。随着石墨含量的增加;洛氏硬度值逐渐增加;当石墨含量超过6%后,硬度值增幅放缓,韧性恶化,焊道出现裂纹。综合考虑上述因素,该无渣自保护药芯焊丝药芯中石墨最佳添加量为6%左右。     

三种弹性纤维的结构与性能研究

为了更好地了解不同弹性纤维的性能,为后续产品开发提供参考,文章选取了新型国产聚烯烃弹性纤维(XLA)、莱卡、国产千禧氨纶三种弹性纤维。分别通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射对纤维形态、化学结构及聚集态结构进行了对比分析,利用差示扫描量热法、热重、沸水收缩研究了纤维的热学性能,使用XQ-2型纤维强伸度仪分析了纤维的拉伸弹性回复性能。结果表明:XLA在较小的应力下可以产生较大的伸长,初始模量比氨纶高,热稳定性好;莱卡具有较好的拉伸性和弹性回复性,但沸水收缩性及热稳定性不及XLA和千禧氨纶;千禧氨纶在力学性能方面可以与莱卡相媲美。