不锈钢薄板激光焊接头变形及预测研究进展

具有薄板结构的新能源汽车、航空航天器等运载工具极大地推动了现代工业轻量化的发展和应用。激光焊接作为先进制造领域的关键技术被广泛用于薄板结构互联工艺。但薄板结构的焊接变形及预测仍然是该研究领域面临的核心问题。根据不锈钢薄板激光焊接领域的研究进展，全面评述了此领域的研究现状，系统阐述激光焊接工艺下的焊缝几何尺寸对变形的影响，概括分析焊接变形预测的热源模型误差、关键技术、创新方法。旨在厘清不锈钢激光焊接变形的工艺特点、影响机理、发展趋势，为薄板激光焊接领域提供借鉴，推动新型薄板轻量化结构在各制造行业的广泛应用。     

钨极氩弧焊在不锈钢薄板焊接中的应用

分析了不锈钢薄板焊接熔池受力情况与该工件的焊接变形，详细介绍了钨极氩弧焊焊接不锈钢薄板时的焊接工艺要领和应用。     

控制大面积薄板焊接工程中焊接变形的有效途径

在大面积薄板焊接工程中，焊接变形量的大小是衡量该工程成与否的重要标志，也是工程质量好环的关键，因此控制焊接变形是人们十分重视而致力于研究的课题。本文就宝钢煤气柜底板焊接工程的成功经验和失败教训阐述控制薄板焊接变形的一些行之有效的方法及一些初浅的见解，旨在类似工程鉴和参考。     

薄板焊接的特殊问题的研究现状

薄板焊接的特殊问题是烧穿和变形。文中概括分析了薄板焊接烧穿和失稳变形的原因及影响因素,综述了近年来控制薄板焊接烧穿和变形的各种解决方案及研究进展。其中一些方法既可以解决焊接烧穿,又可以减少焊接应力和变形,且能提高焊接接头的力学性能。文中对这些方法及解决方案的缺点和不足也作了相应的分析和总结,为进一步的研究提供帮助。     

水冷在薄板焊接中的应用

为解决薄板焊接变形问题，采用水冷焊接工艺，提高了焊接质量，收到了良好的效果。     

薄板焊接特征屈曲的数值分析

在薄板焊接中,由于局部加热和迅速冷却产生了沿焊缝方向的焊接收缩应力,而导致焊接薄板发生屈曲变形.本文采用以热弹性为基础的有限元数值模拟与薄板结构稳定理论相结合的方法,对薄板焊接屈曲变形进行计算机数值模拟,并且分析了约束类型、单元尺寸、长宽比对薄板焊接屈曲载荷的影响,最后得出焊接薄板的屈曲失稳判据.     

焊接薄板失稳变形预测方法

采用预测大型复杂薄板结构焊后变形的数值分析技术，对大形薄板焊接后的失稳变形进行预测。这种技术是将二维热弹塑性数值模拟与三维板结构的屈曲分析结合起来，由二维热弹塑性模拟计算出的应力场，加到三维薄板结构模型上，进行三维薄板结构的弹性屈曲分析。最后通过摄动解析解，求出焊接薄板的失稳变形量，并可从工艺和设计上探讨减少薄板结构焊后失稳变形的措施。该预测方法与郭德伦，关桥提出的方法分别对Q235钢和LF6铝合金两种材料薄板对接焊薄板失稳变形的试验结果进行了比较，结果表明预测结果与试验结果吻合良好，证明了该预测方法的有效性。     

焊接顺序对大型薄板装甲钢结构焊接变形的影响

基于有限元软件SYSWELD建立了大型薄板装甲钢结构的焊接有限元模型,采用Local-Global方法研究了焊接顺序对薄板结构焊接变形的影响. 通过对比焊缝截面宏观形貌,利用SYSWELD热源拟合工具,建立了适合现场焊接工艺的双椭球热源模型. 采用热弹塑性有限元法分析了T形和对接接头的焊接过程,获得了局部塑性应变和焊缝刚度,进而模拟了不同焊接顺序下薄板结构变形情况. 结果表明,现场焊接顺序下结构中部薄板焊接变形严重,最大变形量为9.6 mm,模拟结果与试验结果吻合较好;采用优化的焊接顺序,可有效控制薄板焊接变形,最大变形量可减小75%.     

薄板焊接变形控制措施的研究进展

薄板结构焊接最突出的问题是波浪变形,本文分析了薄板结构失稳变形的原因,总结了目前控制薄板焊接变形的各种措施的研究进展,指出运用有限元数值模拟技术对薄板焊后变形进行预测和控制是一种有效的方法,具有广阔的应用前景。     

薄板工字梁焊接变形的控制

大型薄板工字梁抗弯刚性小,焊接变形复杂且多样,变形量控制困难。通过对薄板工字梁焊接变形的原因进行分析,提出了控制其变形的技术措施。实践表明,焊接变形可控制在标准允许范围内。