高温测量技术及其在焊接研究中的应用进展

对在焊接研究中普遍采用的高温测量技术进行了综述,介绍了典型的接触测温法和非接触测温法的工作原理和应用特点.热电偶法是常用的接触测温法,它测温准确、实现简便、使用灵活,至今在焊接研究中仍被广泛使用,其缺点是只能测点温,且会干扰测试区的温度场.非接触测温主要有辐射法和干涉法,由于测温元件不与被测物接触,不会破坏被测物的温度场,通过与数字图象处理技术相结合,能实现温度场的快速、实时测量,全面、形象的反映温度场的动态变化,因此成为高温测量技术的发展趋势,在焊接熔池和电弧温度场测量中得到越来越多的应用.     

基于Windows的焊接温度场动态检测系统研究

研究建立了一套基于Ｗｉｎｄｏｗｓ 操作系统的焊接温度场动态检测系统－ 该系统采用ＶｉｓｕａｌＣ＋ ＋ ６ ．０ 设计了可视化应用程序框架,实现了对焊接温度场动态采集、处理、分析、储存以及对焊枪、小车及ＩＣＣＤ的调节,对焊接自动化具有重要的实用价值     

弧焊过程控制

介绍了弧焊过程的物理数学模型、高速旋转扫描焊炬及其跟踪系统、焊接温度场的实时检测及闭环控制     

0Cr18Ni9不锈钢焊接温度场的数值仿真

基于有限元软件SYSWELD对不锈钢0Cr18Ni9平板TIG焊的温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

T型焊接接头焊接温度场的确定

为求得在焊缝处连续的T型焊接接头的焊接温度场引用一个时间函数让总热源按时间分配为两个热源使焊接温度场的温度在焊缝处连续然后解出这函数也就解出了T型焊接接头的焊接温度场     

磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定

为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状.通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布.结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统.     

20钢管道对接埋弧自动焊接温度场模拟

管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响.本文采用有限元法,建立了20钢管道对接焊接接头有限元计算模型,通过设置一定的焊接电压、焊接速度以及热源有效利用率,对在不同焊接电流输入条件下的三维瞬态温度场进行了模拟.计算得到了焊接熔池不同位置的热循环曲线,同时还得到了热影响区的热循环曲线.通过改变焊接电流调试能量输入,最终获得最佳焊接电流选取范围为720~800A,对焊接工艺参数的选取起到导向作用.     

SS400钢焊接温度场数值模拟与试验验证

为得到SS400超细晶钢焊接温度场分布规律,用ANSYS软件,对SS400钢焊接温度场进行模拟计算,利用体生热率及生死单元技术来实现热源移动和焊缝的生成,得到一定焊接工艺下的焊接温度场分布规律。为验证模拟计算结果的准确性,进行了8 mm厚SS400钢平板对接焊试验,对焊接温度场进行了测定。对比结果发现,模拟计算的温度场与试验温度场变化规律基本相同。用ANSYS分析焊缝及热影响区的热循环曲线是可行的。     

电子束焊温度场的研究现状与发展趋势

电子束焊接作为一种高能束加工方法 ,在生产应用中具有重要地位。电子束焊温度场决定了焊接应力场和应变场 ,是影响焊接质量和生产率的主要因素。介绍了电子束焊温度场模型 ,在分析了点热源、线热源模型的基础上 ,指出点热源模型仍是研究焊接温度场的基础 ,同时介绍了其它几种考虑电子束小孔效应的温度场模型。讨论了计算温度场的热源模式 ,给出以高斯函数分布和双椭圆体能量密度分布的两种热源模式。列举了热物理参数、相变潜热、熔池流动等影响温度场的因素。认为基于解析解法的复杂性和计算机的飞速发展 ,数值解法将在温度场研究中发挥更加重要的作用     

基于ANSYS的异种材料堆焊温度场动态模拟

针对大多数堆焊温度场的数值模拟都是应用于同种材料的现状,对异种材料的堆焊温度场进行了研究.建立适当的有限元模型,对异种材料堆焊过程中温度场的瞬态变化进行了动态模拟.利用三维有限元网格划分技术,对工件进行网格划分,并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成,为缩短焊接过程数值模拟创造了条件.在此基础上,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现施加移动焊接热源,得到了异种材料温度场的分布规律.计算结果与焊接温度测试结果很接近,表明该计算方法能够准确地计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法.     

T型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟

基于SYSWELD的焊接分析功能,采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况,应用SYSWELD软件的校正工具对三维高斯热源进行校核.考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系,建立焊接过程的数学模型和物理模型,以不锈钢X5CrNi1810为例,对T型接头进行三维动态模拟.结果表明:随焊接速度的减小,热循环在高温时刻停留时间增加,冷却速度减慢;随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力,最后趋向零.     

Effect of strain hardening and strain softening on welding distortion and residual stress of A7N01-T4 aluminum alloy by simulation analysis

The effect of strain hardening and strain softening behavior of flow stress changing with temperature on welding residual stress,plastic strain and welding distortion of A7N01-T4 aluminum alloy was studied by finite simulation method.The simulation results show that the weld seam undergoes strain hardening in the temperature range of 180-250 ℃,however,it exhibits strain softening at temperature above 250 ℃ during welding heating and cooling process.As a result,the strain hardening and strain softening effec...     

特厚钢板V型坡口单面焊接热循环测定实验

焊接温度场是一个温度变化率很大的动态温度场,使用热电偶测定温度场是测定焊接温度场的重要手段.采用的测定系统是由K型热电偶和无纸记录仪组成,用来测定60 mm厚特厚钢板V型坡口单面自动焊的焊接热循环实验,得到了17道次焊接的实时温度数据.通过对热循曲线的研究分析,得到改善工艺手段、预测热影响区组织变化以及焊接应力分布的信息.     

厚板柱坡口多层焊瞬时温度场的有限元计算

焊接弹塑性热应力计算的基础是瞬时温度场的确定。本文作为厚板焊接柱残余应力有限元分析的一部分,考虑了钢材的热物理性能随温度的变化,对厚板柱坡口多层焊接过程进行了非线性热传导计算。在计算程序中以集中质量热容矩阵代替协调质量热容矩阵,克服了瞬时温度场有限元计算中的温度波动现象,取得了满意的计算结果。结合弹塑性热应力分析,计算了5个厚板焊接箱形、4个厚板焊接工字形截面往焊接过程中的瞬时温度分布。     

基于Simufact的低温环境T形平角焊的温度场仿真

在低温环境下焊接时,为了防止冷裂纹的产生,运用Simufact-Welding软件对T形接头用焊条电弧焊在环境温度为-15℃时进行了焊接仿真,分析了焊件预热到80℃和未预热时的温度场.结果表明:未预热情况下焊件的温度范围为-14~1 330℃,焊缝处的最高温度为1 330℃;预热情况下焊件的温度范围为62~1 402℃,焊缝处的最高温度为1 402℃;焊件预热时的t8/5时间比未预热时的t8/5时间长,同理,焊缝处的变形量增大,除焊缝起始点和终止点外,其余采样点处的等效应力减小.因此,合理地控制预热温度,适当增大t8/5时间,有利于缓解接头的冷却速度,减小淬硬倾向.     

Monel-400合金板焊接温度场有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,根据钨极氩弧焊焊接特点,建立了高斯衰减热源模型,并在一定厚度、一定焊接工艺条件下对Monel-400合金板焊接温度场进行了模拟计算。模拟结果分析得到：利用高斯旋转热源在焊接过程中形成了长度为12 mm,宽度为7 mm,深度为5 mm的熔池。熔池上表面与下表面温度相差约620℃,热影响区节点温度随到焊缝中心距离的增加而不断减小。模拟结果表明改进后的热源模型与实际焊接较为吻合,有利于提高焊接温度场的模拟计算精度。     

搅拌摩擦焊准稳态温度场数值模拟

搅拌摩擦焊接过程中的准稳态温度场分布对最终接头的焊接质量有着十分重要的影响,文中在深入分析搅拌摩擦焊物理过程的基础上综合考虑了摩擦产热和塑性变形产热作为其热源,建立了相应的温度场数值模型,在此基础上运用COMSOL有限元软件对工业纯铝1100在转速750 r/min、焊接速度300 mm/s工艺参数下的准稳态温度场进行计算,并利用红外测温装置对计算结果进行验证,结果表明该模型可以较准确地描述搅拌摩擦焊准稳态的温度场分布。     

丁字接头的温度场和应力场的有限元模拟

利用有限元分析软件，通过合理的简化丁字接头焊件，建立有限元分析模型，并进行了相应的网格化。模拟了焊接过程中丁字接头的温度场和残余应力，并将残余应力的模拟值和经验值进行了比较，证明该方法是一种经济而有效的焊接残余应力预测方法，可为制定焊接工艺以及控制残余应力提供一定的指导。     

智能式焊接热循环测试仪的研究

介绍了单片机８０３１构成的焊接热循环测试仪，分析了测试系统的硬件和软件设计。该测试仪可采集、处理和显示焊接温度信号，并可打印输出焊接热循环曲线及特征参数值，实现了焊接热循环的实时准确地测量。     

焊接机器人光电跟踪CCD传感系统的优化设计

根据焊接机器人光电跟踪的原理和要求,设计了一种基于线阵CCD的光电跟踪系统。通过对跟踪系统光路、CCD的分析以及结构的研究,研制出的光电跟踪系统分辨率为0．05mm视场角为38．5°,动态检测精度可达0．06mm。实验结果表明：该光电跟踪系统实时性好,并且可以避免焊接时弧光的干扰,能够满足多层、多道焊接时的工艺要求。