钛合金双曲薄板焊接结构件的焊接变形

钛合金因其具有优异的综合性能而得到广泛的应用,钛合金双曲薄板焊接结构件便是其中的一个重要应用方向.由于钛舍金弹性模量小,焊接过程中板材的反弹现象明显,加之焊接应力等因素的影响,使得变形情况非常复杂.因而对该状态下的焊接变形进行研究是有必要的.本文针对厚度为4mm的Ti-2.5Al-2Zr-1Fe舍金双曲薄板结构件焊接过程中的变形情况进行分析研究,通过对大量试验数据进行分析,试图找出其变形规律.     

计及焊接变形的薄板对接焊缝疲劳热点应力分析

为减轻重量及降低能耗,超大型船舶的上层建筑开始尝试使用薄板焊接结构. 然而现行的各国船级社规范不允许使用小于5 mm的薄板,其主要原因是薄板焊接变形对结构疲劳强度的影响机理尚未明晰. 以某在建巨型豪华游轮上层建筑的甲板分段为研究对象,通过三维激光扫描该对接焊结构实体并获取整体焊接变形数据,采用高阶多项式拟合得到该结构的初始焊接变形,利用通用有限元程序ANSYS对计及焊接变形的结构进行建模分析,并获取了焊缝周围疲劳热点应力的分布;提出了更加接近真实薄板焊接变形的拟合方法;探讨了焊接变形对疲劳热点应力分布的影响.     

铝合金薄板焊接及其变形控制

本文对铝合金薄板(1.5～3mm)的焊接接头性能(机械性能和腐蚀性能)、焊接工艺、焊接变形及其控制进行了大量试验研究工作。为控制焊接变形所采取的工艺措施即采用线能量小的焊接方法、刚性拘束下进行焊接、编制合理的施焊工艺及程序,经气垫船模拟结构分段建造证明是合理的、行之有效的。     

321不锈钢薄板焊接变形控制

以硫磺回收装置液硫池顶板内侧防腐用不锈钢薄板焊接为例,采取必要的工艺措施和控制方法,可以有效防止不锈钢薄板产生焊接变形,确保整个池顶板安装及浇筑的质量。     

工艺因素对钛合金薄板激光焊接面外变形的影响

薄板结构焊接面外变形是制造业普遍面临的难题.本文开展了1.2 mm厚钛合金薄板激光焊接试验,研究了面外变形随激光工艺参数的变化规律.结果 表明:随着激光功率增大,焊后面外变形单调增大,薄板纵向弯曲变形为其主控因素;当离焦量从1mm逐渐增大到4mm时,面外变形先增大后减小,当离焦量为2mm时面外变形最大,此时的主控因素是...     

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。     

滚装货船薄板焊接变形及对策分析

基于多艘大型滚装货船建造检验实际情况,梳理了薄板焊接变形的部位和类型,针对不同变形采取了相应的控制方案和纠正措施,包括对船舶设计图纸的优化和现场施工工艺的控制。结果表明,薄板变形得到有效控制,船舶质量水平进一步提升。     

滚装货船薄板焊接变形及对策分析

基于多艘大型滚装货船建造检验实际情况,梳理了薄板焊接变形的部位和类型,针对不同变形采取了相应的控制方案和纠正措施,包括对船舶设计图纸的优化和现场施工工艺的控制。结果表明,薄板变形得到有效控制,船舶质量水平进一步提升。     

薄板焊接变形分析

通过建立的薄板焊接有限元模型,对薄板结构件焊接变形进行有限元模拟,并对获得的薄板焊接温度场分布、应力场分布和变形规律进行了分析.结果显示,在整个焊接过程中,焊接薄板的平均温度在逐渐升高,直至准稳态状态;焊缝区域产生了拉应力,焊缝区域周边的母材金属则产生压应力,远离焊缝区域其残余应力较小;焊接变形成“马鞍”型.     

控制不锈钢薄板焊接变形的技术

在核化试验设施工程中,有四个地下设备室需要敷设厚度不同的不锈钢覆面板。起初,采用常规的工艺方法对墙壁1.5 mm不锈钢覆面进行组对和焊接,焊后产生了明显的焊接变形。文中对焊接产生的龙骨架整体瓢状变形、不锈钢覆面板凹凸状波浪变形的原因进行了分析。论述了采用提高龙骨架材质刚度,使用不同厚度的垫板、施加质量较大的压铁固定等反变形措施,应用小电流快速对称焊接方法,较好地解决了焊接变形问题。通过液体渗透和射线探伤检验,满足了设计要求,保证了焊接质量。     

GH4169合金薄板与凸台件的焊接变形分析

采用真空电子束焊接进行了凸台与GH4169合金薄板的焊接,研究了焊接热输入、板厚及凸台数量对焊接件变形的影响。结果表明,薄板与凸台的焊接件经焊后会产生平面内收缩变形量和平面外失稳变形。焊接件沿板边的收缩变形量呈中间大、两侧小;随热输入增大,中间内凹程度增大。收缩变形量与热输入成正比,与板厚度成反比。2 mm厚的薄板焊接单凸台时,焊接热输入由54 J/mm增加至84 J/mm时,收缩变形量由0.20 mm增加至0.48 mm;同时当焊接热输入为54 J/mm,板厚2 mm,收缩变形量为0.20 mm,板厚5 mm时,变为几乎无变形。焊接单凸台试板的失稳变形表现为试板板边呈绕环形焊缝无规律的上翘、下翘,其主要是焊缝的角变形引起。双凸台焊接试板产生的失稳变形呈上翘、下翘交替变化的波浪变形,其产生主要原因由角变形和扭曲变形造成。板越薄,热输入越大,其上翘、下翘的变形量越大;焊接双凸台产生的失稳变形较焊接单凸台的大。     

Transverse stress-strain evolution during welding of thin aluminum alloy plate

The FE simulation results of transverse stresses and strains during welding of thin aluminum alloy plate arepresented.The results indicate that restraint condition is the main factor that determines whether or not hot cracking willoccur. With rigid restraint hot cracking(crater cracking) will occur at the arc-stopping end, and such cracking usuallywill not occur without external restraint. But under restraint-free condition it is easy for terminal cracks to occur.     

铝合金薄板焊接应力三维有限元模拟

采用热弹塑性有限元方法,对铝合金薄板脉冲TIG焊接接头的焊接应力进行了三维数值模拟,考虑材料性能随温度的变化,对焊接残余应力进行测量.结果表明,铝合金薄板中的焊接应力产生、发展很快,加热结束后不久应力便趋于稳定.热源前缘和两侧区域存在数值很高的纵向和横向动态压应力,焊缝中心的纵向残余拉应力低于母材的屈服强度,距焊缝中心10 mm处的最大纵向残余拉应力达到母材的屈服强度,并且拉应力区较宽,远离焊缝区域的纵向残余压应力数值较大,因此铝合金薄板焊接结构易发生动态和焊后失稳,横截面上纵向残余应力的数值模拟结果与实测结果基本一致.     

Finite element analysis of controlling the TC4 thin plate weldment wave-like deformation by welding with impacting rotation

The new technology of welding with impacting rotation is put forward to decrease the wave-like deformation of the TC4 thin plate weldment.The thermal stress and strain are vital to understand the mechanism of controlling the wave-like deformation.In order to know the development of internal thermal stress and strain,finite element method is utilized for the stress and strain are difficult to be investigated by experimental methods during the welding process.Temperature field,thermal stress evolution and distortion of thin plate are compared with the test results such as weld thermal cycle,residual stress sectioning measurement,and the deflection of the thin plate respectively.By the finite element analysis and test results verification,the mechanism of the technology to control the wave-like deformation is brought forward,non-uniform thermal elastic strain between compressive plastic region and elastic extensive region is diminished by a certain amount of extensive plastic deformation by welding with impacting rotation process.     

钛合金薄板激光焊接技术研究

通过对BT20，TC4等钛合金板材YAG，CO2激光焊接试验，分析了钛合金激光焊接常见缺陷和防止措施，研究了焊前清理、焊接过程中气体保护、激光焊接工艺参数选择及焊后处理对焊接接头力学性能的影响。     

TC4钛合金激光搭接焊的研究

进行了TC4钛合金搭接接头的激光焊接研究,得出了工艺参数与接头几何形状之间的关系,间接反映了承栽能力的变化。分析了接头微观组织特征,同时分析了接头区域的显微硬度及性能,测量了焊接接头区域的残余应力分布规律。     

中厚板钛合金激光-CMT复合焊接工艺特性分析

通过采用激光-CMT焊接的方法对10 mm厚TC4钛合金实现了不开坡口单面焊双面成形,并对焊缝的组织、力学性能及腐蚀性能进行了测试分析. 结果表明,该最优参数下形成的焊接接头中主要由大量的α'马氏体及初生的α相构成,且存在网篮状组织,焊缝区域的显微硬度大于母材区域,可达380 HV,且由于激光作用区拥有更大的冷却速度,焊缝底部生成了更多的α'马氏体,导致焊缝底部硬度比电弧作用区更高. 焊接接头抗拉强度可达到916 MPa,断后伸长率达到16.08%,拉伸断裂结果为韧性断裂,焊缝组织的性能明显优于母材.焊缝处的抗腐蚀性能优于母材,这是因为焊缝组织有更细小的晶粒及大量位错,提升了钝化能力并阻碍了Cl?的扩散.     

焊接顺序对Cr13型抗磨板表面堆焊变形的影响

基于热弹塑性有限元法,在仅考虑单向耦合的基础上,建立了抗磨板表面堆焊情况下的有限元计算模型,并对三种不同焊接顺序下的温度场、应力应变场进行了数值模拟,分析了焊接顺序对抗磨板表面堆焊变形的影响规律.结果表明,不同焊接顺序下导叶轴孔圆周度变形程度不同,与水平面间隙大小不一,焊后最大残余应力位于螺栓孔处,且最大残余应力沿螺栓孔周向呈正弦分布.综合比较,焊接顺序3引起的焊接变形小,且焊后残余应力分布均衡,有利于提高抗磨板的可靠性和安全性.模拟结果为Cr13型抗磨板实际焊接修复时的焊接顺序选择提供了理论依据.     

薄板钛合金激光焊熔透稳定性临界条件的计算

钛合金薄板熔透激光焊研究发现,在一定焊接参数条件下,由于金属蒸气和光致等离子体的作用,即使焊接过程的工艺参数稳定不变,也存在全熔透不稳定过程,其特征是焊缝表面成形均匀不变,而焊缝背面出现熔透与未熔透之间交替跳跃的成形特征,这种不稳定焊接过程属于激光深熔焊过程的本征特性,主要取决于焊接过程穿孔形成的稳定性。基于小孔形成机理和孔壁能量平衡的分析,提出了小孔穿孔速度与焊接速度相匹配的熔透稳定性物理模型,将穿孔速度与激光功率密度、焊接速度、材料物理性能、板厚联系起来,并建立了熔透焊所需最小激光功率密度计算关系式,理论计算结果与试验结果基本一致。所建立的关系式可用于判断焊接工艺参数深熔焊熔透稳定性。     

6061铝薄板焊接熔池及变形的数值分析

系统总结了焊接规范对6061铝薄板熔池及变形的影响规律，结合试验数据与数值模拟结果的对比，给出了不同规范下热源半径推荐值和热输入修正系数，实现了3mm厚6061铝薄板TIG重熔下的温度场和变形的精确模拟及预测；该结论同样适用于TIG填丝无间隙对接焊。