焊接参数动态检测仪的研制

本文介绍了作者自行研制的由单片机组成的焊接温度场及焊接变形动态检测系统及其硬件结构特点和软件功能,该仪器为研究焊接热传导及焊接和和变形提供了先进的实验手段。     

手动托盘车焊接工艺的焊接变形仿真及预测

为精确分析托盘车在焊接过程中产生的热变形,在充分考虑工况、相变、热力学参数等动态变化的基础上,采用传热学理论与热弹塑性理论,建立托盘车货叉与中档的焊接多物理场耦合分析模型,应用参数化编程对货叉与中档现有的焊接工艺进行了仿真分析,其分析结果与试验结果的误差在16.7%以内,验证了分析模型的有效性.仿真分析了改变焊接方向与多机器人同步焊接的工艺调整方案对焊接热变形的影响,结果表明：二者可分别降低焊接变形0.9 mm与1.3 mm,达到了控制变形的目的.本研究为手动托盘车自动化夹具设计、工艺优化设计等奠定了基础.     

高强钢复合焊接应力与变形行为

以6.5 mm厚的高强钢板为试验材料,针对高强钢焊接应力和变形问题进行了激光-电弧复合焊接试验。采用钻孔法测试焊接件不同位置点的焊接应力情况,并用静态测距法和数码相机测量法测量其收缩变形与角变形。研究结果表明,温度差值是决定焊接应力大小的主要原因,焊接应力、收缩变形量和角变形量均随着激光功率的增大而增大,均随着焊接电流的增大而减小,但焊接应力却随着焊接速度的增大而增大,收缩变形量和角变形量均随焊接速度的增加而减小,但减小的幅度不大。焊接速度对焊接应力的影响最大,而激光功率对其影响最小,焊接过程中应严格控制焊接速度。采用最佳工艺参数焊接的焊接件,无论是沿焊缝方向还是垂直焊缝方向的纵向应力和横向应力分布均呈现明显的规律性。     

伸缩缝梁焊接变形的计算及试验研究

采用基于相对收缩体积的焊接变形理论计算方法 ,对伸缩缝梁的中梁和边梁结构的焊接变形分别进行了预测、分析 ,并对实梁的焊接变形量进行了测试 .计算和实测结果表明 ,中梁的焊接变形主要为挠曲变形 ,而边梁的焊接变形为挠曲变形和旁弯 ,理论计算与实测焊接变形值基本一致 ,为伸缩缝梁的焊接工艺装置的设计、制造提供了必要的理论和试验依据     

煤气柜柜底板焊接技术

阐述了煤气柜柜底板焊接变形的原因,分析了控制焊接变形的措施.归纳出有效的焊接工艺及方法,通过实践检验,证实了焊接技术应用的有效性.     

机舱骨架结构焊接顺序优化数值分析

机舱骨架结构焊接变形问题突出，为获取最佳的焊接顺序，减小前舱骨架结构的焊接变形，对机舱骨架典型接头进行焊接试验，并建立局部接头的热弹塑性有限元模型，对温度场进行数值模拟，采用热循环曲线法对3种不同焊接顺序方案下的机舱骨架变形进行分析。结果表明：通过试验和模拟获得的典型接头熔池形貌及特征点热循环曲线变化趋势一致；根据不同焊接顺序下纵梁前段及挡板下横梁的焊接变形情况得到了较优的焊接顺序。     

浮顶储罐的焊接变形与防治措施

浮顶储罐的浮舱顶板是整个罐体中厚度最薄的部位,也是储罐焊接施工中最易产生焊接变形的部位。浮舱顶板的焊接变形与浮顶的结构、组装、焊接顺序及焊接工艺方法等相关。由于浮舱顶结构较复杂,其焊接顺序与罐底幅板的焊接顺序有较大差别的。防止浮舱顶板的焊接变形应从结构设计、组装顺序、焊接顺序、焊接工艺等方面着手。对已产生的变形,应选择正确的方法进行校正和补救。     

热管对铜焊接热裂纹和变形的影响

研究了热管对薄铜板焊接热裂纹和变形的影响．结果表明，应用热管可减少热裂纹和变形，是提高焊接质量的一项简单、有效的工艺措施．     

塔式起重机钢结构的焊接质量与焊接工艺

介绍通过合理设计、控制焊接应力、变形和采用合理的焊接工艺,来确保塔机钢结构的焊接质量,并以起重臂为例,介绍了焊接工艺与工装,对结构件的制造具有指导作用。     

集装箱船大厚板焊接接头面外变形控制分析

集装箱船舷侧的抗扭箱结构,多采用60～85 mm级别的高强钢大厚板进行焊接建造;复杂的多层多道焊过程,使得焊接力学响应极为复杂,且焊接面外变形不易预测,直接影响建造精度和造船周期。针对其精度建造问题,本文预测并控制了对接焊接头的面外变形。通过采用基于并行计算技术的热-弹-塑性有限分析,考虑多层多道焊中的重熔现象,高效且精确地预测了传统焊接工艺下变厚度对接接头的面外变形。同时,使用对称顺序焊接、反变形加载,特别是优化坡口等方法,有效地控制了焊接面外变形。研究结果表明:本文提出的算法提高了温度场及焊接变形的计算效率;在一次翻身的情况下,实现了大厚板高效且精准地焊接建造,提高了焊接建造的效率。     

Local equivalent welding element to predict the welding deformations of plate-type structures

Considering the Heat Affected Zone (HAZ) of welding joint, the residual strain behaviors of material under constraint and temperature circulation, as well as the activating mechanism of welding process, this paper addresses a new type welding element for numerical simulation of welding deformation, which is called the LEWE (the local equivalent welding element). This element can describe the basic characteristics of welded seam: the local position points of inherent strain, the equivalent size, the bending radius (or bending angle) from inherent strain, etc. It could be used to predict the welding deformation of plate-type structure. The comparisons between the computed deflection of welded plate and its experiment measurement are present. The results showed that the LEWE possesses a potential to simulate the deformation of welding process high-efficiently and precisely. Supported by the R & D Foundation of Ministry of Railway of China (Grant No. T200408) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 59825117)     

组合工字板梁的焊接变形的预测与控制

针对组合工字板梁的焊接变形问题,选定了翼缘总角变形、总收缩以及不等宽翼缘的弯曲变形来进行预测,并采用一些工艺措施加以控制,确保满足设计需要的构造要求以及焊接质量,保证了板梁的制作质量。     

球面艏端隔壁结构焊接变形研究

水下航行体球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形是关系到水下航行体安全的重要因素之一.为了保证焊接构件的可靠性,准确推断水下航行体球面艏端隔壁构件焊接过程中的变形特征,有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形进行数值实验分析.基于ANSYS软件编写了焊接计算程序,采用该程序对平板结构的焊接过程进行模拟,并将数值实验结果和物理实验结果进行了对比.在此基础上提出了适用于厚壁结构焊接变形预测的固有应变弹塑性有限元方法,并采用该方法对水下航行体球面艏端隔壁结构的焊接工艺进行分析,得到了不同焊接工艺时球面艏端隔壁结构的焊接变形,通过多种焊接工艺的对比分析,在数值分析范围内,找到了水下航行体球面艏端隔壁结构的最佳焊接工艺.     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

行车梁的制作和焊接

介绍50t行车梁制作和焊接梁的方法,通过减少材料切割变形,选择最佳焊接方法和工艺、焊接参数等来指导生产,确保50t行车梁钢结构焊接质量。     

CO2气体保护电弧焊焊接过程飞溅的控制

本简要介绍了CO2气体保护电弧焊的特点及熔滴过渡形式，在此基础上综述了对CO2气体保护电弧焊飞溅多、成型不好等缺点的解决办法。如：早期的控制焊接工艺参数，在焊接回路中加入电感、改善焊接材料及现在研究较多的波形控制法等。     

大跨钢结构桥箱型梁现场拼装技术

为了解决钢结构桥箱型梁拼装接头容易错位和焊接变形问题,课题组针对兰州市深安黄河大桥箱型梁现场拼装的实际需要,进行了弧形拱箱型梁的吊装、支撑与摆放、支架的设置、垫块的形状与材料等相关研究.采用了箱型梁接头焊前固定,焊后拆除的方法,可保证钢结构桥箱型梁拼装接头的焊接质量.     

转台钢结构底板的焊接变形与矫正

以中大吨位转台为例,说明转台底板的焊接变形情况和控制难点,以及如何利用改造后的液压机对变形底板进行机械矫正,提高结构件的制造质量和改善工艺过程。     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

预拉伸对铝合金桶体焊接残余应力和变形影响的数值模拟

利用ANSYS软件模拟在有预拉伸应力和无预拉伸应力作用下,厚度为4mm的7075铝合金试板的焊接。结果表明：预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的残余应力和变形。预拉伸应力抵消了部分焊接区热膨胀产生的压缩应力,从而减小了压缩塑性变形,进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力,相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。