TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析

基于ANSYS有限元分析软件,采用三维移动热源,对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形进行了数值模拟和实验研究.结果表明:钛合金激光焊接产生很大的纵向残余应力,而横向残余应力较小.激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低;而横向残余应力随线能量的增加而升高.在临界焊透规范以上焊接时,随焊接线能量的增大,角变形随之而减小,而横向收缩变形增大.焊件被完全穿透时,线能量对角变形的影响作用降低.钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算结果吻合性较好.通过焊缝金相实验分析了焊接残余应力和变形与线能量的内在关系.     

304不锈钢局部干法水下激光填丝焊接工艺及焊缝性能研究

目的 采用自主研制的水下激光填丝焊接装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行U形坡口激光填丝焊接试验,为304不锈钢水下修复工作提供技术参考。方法 在功率为5 600 W、焊接速度为6 mm/s、送丝速度为205 cm/min、保护气体流量为15 L/min、排水气体流量为30 L/min的条件下进行焊接试验,并对空气和水下环境下的焊缝进行对比检测分析。通过光学显微镜分析2种环境下焊缝的显微组织;对2种焊缝进行拉伸、弯曲等力学性能测试;采用显微硬度计测试1 kg载荷下不同区域的显微硬度;使用VersaSTAT3F电化学工作站测定在3.5%（质量分数）的NaCl溶液中2种焊缝的开路电位和极化曲线。结果 2种环境下的焊缝均无明显裂纹、气孔等缺陷;显微组织主要由奥氏体和铁素体组成,但2种环境下焊缝的奥氏体晶粒大小和铁素体形状均略有差别,焊缝拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌且抗拉强度符合304不锈钢标准。2种环境下焊缝的微观组织和晶粒大小不同,水下焊缝硬度高于空气的。通过分析2种环境下焊缝的开路电位和极化曲线,可知水下焊缝的耐腐蚀性略高。结论 所开发的局部干法水下激光填丝焊接工艺可以满足实际工程中...     

焊接应力、焊接变形的产生和控制

影响焊接应力与变形的因素很多,最根本的原因是焊件受热不均匀,其次是由于焊缝金属的收缩、金相组织的变化及焊件刚性的不同所致。本文将主要讨论焊接残余应力、焊接残余变形的产生和控制。     

厚度为0.05 mm的316不锈钢激光焊接工艺

目的 研究0.05 mm厚不锈钢的最佳激光焊接参数,以便对实际生产进行指导.方法 采用IPG公司的连续光纤激光器对厚度为0.05 mm的316不锈钢进行连续焊接.首先,对焊接夹具的夹持间距进行研究;其次,通过设置焊缝轨迹导出线解决轨迹末尾的弧坑问题;最后,对激光功率、焊接速度及离焦量进行正交试验.结果 当激光功率为70...     

钢结构焊接焊接应力、变形分析与控制

本文研究对象为焊接应力、焊接变形及控制,主要阐述存钢结构焊接施工过程中焊接应力和焊接变形产生原因及危害性,焊接变形种类,焊接应力与焊接变形控制措施,焊接应力消除与焊接变形的矫正方法。     

铝合金筒体焊接工艺仿真分析

某型号简体在实际加工生产中存在焊后变形量过大的问题.为解决该问题,建立了筒体焊接的三维有限元计算模型,采用Simufact仿真得到焊后变形的结果,验证了计算模型的准确性,并进一步利用Simufact工艺链仿真,研究了焊前强化以及焊后热处理工艺对筒体变形的改善作用.结果 表明:焊前强化及焊后热处理对焊接变形的优化极为显著...     

机柜焊接变形应力分析及加工技巧

随着信息科技的高速发展,计算机等IT设备与人们的生活越来越密不可分,作为IT设备的载体一一各类通信机柜的市场需求量越来越大。机柜的焊接技术也被更多的人所熟知,不过,其中焊接变形应力却一直是人们不得不面对的一个难点,在焊接操作的过程中由于柜体结构、材料的受热不均等一系列因素,极易产生变形应力,本篇文章便是从机柜的焊接变形应力分析人手,结合以往的实践经验,探讨解决的办法及加工技巧。     

焊接过程对焊接残余应力及残余变形的影响

采用热弹塑性有限元法，对直通焊和多人同时分段焊两种焊接过程的平板对接焊时焊接应力变形和圆柱壳板环缝的焊接变形进行比较，认为多人同时分段焊直通焊无论在降低焊接残余应力还是焊接残余变形都具有非常显著的效果。     

大型不锈钢筒体成型制造技术及变形控制

大型不锈钢筒体是大型机械设备的关键零部件。特别是大型不锈钢筒体的制造,在压力容器、石化等能源装备领域有较广泛的应用。该文简要阐述了大型不锈钢筒体制造技术,重点对焊接、加工过程中的工艺流程进行了优化,控制了工件的最终变形,以达到设计最终要求。针对目前大型工件的制造,该文跳离了传统的焊接、热处理、加工的制造流程思维模式,为找到更高效的方法,精准化分步,分阶段控制精度,缩短部件的制造周期,提高经济效益及产品的竞争能力提供一条思路。     

奥氏体不锈钢A-TIG焊工艺研究

目的研究焊接参数对焊缝成形和接头宏观组织的影响。方法改变焊接电流、焊接速度、焊接电压以及活性剂中的一个参数,固定其他3个参数不变,对奥氏体不锈钢进行焊接,分析其接头宏观形貌、组织和力学性能。结果随着电流、电压的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在增加,随着焊接速度的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在降低,在相同参数下,将不同活性剂下的A-TIG焊接头的熔深和熔宽进行比较,发现涂敷C4活性剂接头熔深最大达到4.29mm,而常规TIG焊接头熔深为1.38mm,涂敷C4活性剂的接头熔深为TIG焊的3.11倍,且熔宽也有所减小。结论 C4活性剂A-TIG最佳工艺参数为:I=175 A,U=14 V,v=80 mm/min,此时能将6 mm板材焊透,成形良好,在此工艺下焊缝等轴晶范围最大,焊缝组织最为细小。相比于TIG焊,涂敷C4活性剂接头强度系数提升4.1%。     

不锈钢激光点焊接头组织和力学性能研究

目的 改善SUS301L–HT不锈钢激光点焊焊接性能。方法 以2 mm SUS301L–HT不锈钢为母材进行激光点焊试验,并分析焊接接头的金相组织、硬度、拉伸性能以及断口形貌等。结果 焊点表面无损坏、压痕均匀、无较大焊接变形,表面无飞溅、母材颜色无明显变化。焊核区的微观组织主要是柱状晶,柱状晶依附于未熔化母材晶粒向焊核中心生长。母材硬度最高,约为309HV;焊核中心附近区域硬度适中,约为255HV,热影响区硬度最小,不到220HV。点焊接头断裂形式多为纽扣式断裂且发生在热影响区。结论 不锈钢激光点焊整体质量较好,可用于轨道列车车体加工。     

双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能研究

目的 针对双相不锈钢激光焊接接头两相比例失衡的问题,研究双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能。方法 采用Disk 6002碟片激光器对2205双相不锈钢进行激光焊接,通过在纯氩气保护气中添加体积分数为60%的氮气,向熔池中过渡氮元素,以提高焊缝中的奥氏体含量;采用金相显微镜、电子背散射衍射技术、电子探针X射线显微分析仪、显微硬度仪和上海辰华CHI760E电化学工作站等手段,对激光焊接接头表面组织、元素含量、显微硬度和耐腐蚀性能进行表征和测试。结果 与纯氩气保护焊接接头相比,当在保护气中添加60%（体积分数,下同）的氮气后,奥氏体相体积分数达到39.89%,提升了25.94%,奥氏体中氮元素的质量分数达到0.679%时,氮元素的质量分数提升了0.196%,焊缝中奥氏体显微硬度为307.4HV,铁素体显微硬度为298.9HV,极化曲线腐蚀电流密度升高,阻抗弧半径减小。结论 在保护气中添加60%的氮气后,激光焊接接头中奥氏体的体积分数提升,增加的奥氏体组织以晶内奥氏体为主,并且更多的氮元素进入到奥氏体相中,焊缝中的奥氏体和铁素体硬度略有升高,耐蚀性和钝化膜稳定性有所下降。     

超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究

采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢 0 Cr1 9Ni9和 1 Cr1 8Ni9Ti表面耐蚀性的影响 ,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明 ,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响 ,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性 ,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后 ,表面重熔层快速凝固 ,细化了重熔层组织 ,显微偏析减小 ,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制 ,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

304不锈钢与PA66塑料激光焊接工艺研究

目的 研究304不锈钢和PA66(尼龙)的焊接工艺,提高焊缝剪切强度。方法 采用500 W光纤激光器对异种材料进行搭接焊接实验,对激光功率、焊接速度、离焦量、焊接次数进行四因素四水平正交实验,并且测试焊缝剪切强度。结果 当激光功率为350 W,焊接速度为600 mm/s,离焦量为1 mm,焊接次数为3时,焊缝剪切强度达到最大的58 MPa。极差分析结果表明,影响焊缝剪切强度的因素依次为激光功率、离焦量、焊接速度、焊接次数。结论 微观结构分析结果表明,焊缝在PA66塑料侧呈现韧性断裂;在304不锈钢侧呈现韧性脱落,塑料和不锈钢有紧密的贴合,这种结构有利于提高焊缝的剪切强度。     

铜与奥氏体不锈钢异种材料电子束焊接

目的研究不同参数下铜钢电子束异种焊接以获得符合要求的接头质量。方法以无氧高导热铜(OFHC)和奥氏体不锈钢(304)作为研究对象,控制扫描幅值、焊接速度等工艺参数,采用500 Hz真空电子束偏束"O"形扫描焊接的方式进行焊接。结果在电子束偏钢侧0.2 mm,电子束流为17 mA,聚焦电流为501 mA,焊接速度为600 mm/min的参数下,添加半径为1 mm,频率为500 Hz的圆形扫描波得到了抗拉性能为310.9MPa、硬度大于180 MPa的优质焊接接头。结论不同参数下的接头宏观均出现焊缝上表面下陷缺陷,接头铜侧热影响区存在大量颗粒状、块状、条状的铜钢固溶体析出相,接头钢侧热影响区存在宽度随扫描波幅值减小而减小的黑色过渡带。     

Laser Shock Processing of an Austenitic Stainless Steel and a Nickel-base Superalloy

An austenitic stainless steel 1Cr18Ni9Ti and a solid solution-strengthened Ni-base superalloy GH30 were shock processed using a Q-switched pulsed Nd-glass laser. Microstructure, hardness and residual stress of the laser shock processed surface were investigated as functions of laser processing parameters. Results show that high density of dislocations and fine deformation twins are produced in the laser shock processed surface layers in both the austenitic stainless steel and the nickel-base superalloy.Extensive strain-induced martensite was also observed in the laser shock processed zone of the austenitic steel. The hardness of the laser shock processed surface was significantly enhanced and compressive stress as high as 400 MPa was produced in the laser shock processed surface.     

2101双相不锈钢的焊接性能和焊接技术

对2101双相不锈钢的焊接性能进行了分析,并提出了几个关键的焊接技术,最后以12.7mm厚2101双相不锈钢板为例,进行了该材料的焊接工艺评定。结果表明:在合理的焊接方法和焊接参数下,2101双相不锈钢具有良好的焊接性能。