焊接工艺过程对中厚板埋弧焊应力场影响的数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,采用热-应力直接耦合分析法对低碳钢中厚板埋弧焊焊接温度场与应力场进行了模拟分析,并比较了单面双层焊、正反双面依次焊和正反双面同时焊三种焊接工艺过程对接头焊接残余应力的影响。     

焊接工艺过程对中厚板埋弧焊应力场影响的数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件，采用热-应力直接耦合分析法对低碳钢中厚板埋弧焊焊接温度场与应力场进行了模拟分析，并比较了单面双层焊、正反双面依次焊和正反双面同时焊三种焊接工艺过程对接头焊接残余应力的影响。     

埋弧焊平板焊接温度场数值模拟

根据埋弧焊的焊接过程和热源特点,利用ANSYS软件建立埋弧焊几何模型和有限元模型,模拟X80管线钢埋弧焊焊接温度场.焊接工艺参数为I=1500A、U=33V、v=1.7m/min,焊接热源选择双椭球热源模型,用APDL程序施加移动热源载荷,计算得出焊接熔池的形状、尺寸及热影响区的温度分布.模拟结果与实验结果吻合较好.     

X80管线钢三丝埋弧焊纵向残余应力数值模拟

基于ANSYS软件建立了X80管线钢(Nb-Mo系)三丝埋弧焊的三维热力耦合数值模型。研究三丝埋弧焊接头温度与焊后纵向残余应力的分布情况,以及焊接工艺参数(焊接速度、焊丝间距)对三丝埋弧焊接头应力场分布的影响。计算结果表明:焊接是一个温度急剧变化的过程,温度的分布不均匀是导致残余应力出现的主要原因。焊后最高纵向残余应力存在于焊缝区,在边界处纵向残余应力趋于0。增大焊接速度或焊丝间距均会引起焊后纵向残余应力的升高。使用盲孔法测量焊缝附近一些点的纵向残余应力,测量结果与模拟结果基本吻合。     

壳单元应用于薄板多道焊焊接数值模拟的方法探讨

针对目前薄板焊接残余应力有限元数值模拟中效率不高的情况,采用基于薄壳和复合层理论的壳单元来取代3D实体单元进行薄板多道焊数值模拟以预测残余应力方法的尝试,通过使用定义壳单元截面材料点数鼍来表征薄板厚度,在热分析中依靠解析方法得到温度分布,使用ABAQUS及多个用户子程序来完成力场残余应力分析的实现,通过与传统的3D单元模型计算薄板多道焊模拟的结果分析可知,采用复合层壳单元进行较为复杂的薄板焊接模拟效率相对较高,而精确度并没有下降.     

不锈钢埋弧焊焊接特点研究

奥氏体不锈钢的物理特性与碳钢的差异较大，采用埋弧焊焊接不锈钢时，在同样的热输入下，不锈钢母材的熔化速度和对焊丝伸出端的预热作用比碳钢要大。在大量焊接试验的基础上，分析了不锈钢埋弧焊的特点，提出了不锈钢埋弧焊合理的焊接工艺，使不锈钢母材及焊丝的熔化速度和焊缝金属凝固速度平衡，从而避免了焊缝金属过烧和满溢，使不锈钢埋弧焊得到了广泛应用。     

埋弧焊焊接过程中电化学致氧的研究

传统的焊接冶金观点认为焊接过程的增氧机制是热经学作用所致，近年来，一些焊接冶金学者提出了熔滴/液态金属界面间电化学致氧的观点。在本研究过程中，采用自制不同碱度的系列烧结焊剂，配合低碳钢焊丝进行焊接，利用LECO氧氦分析仪测量溶滴的氧含量。结果表明：在埋弧焊过程中确实存在电化学致氧现象，且电化学致氧量随碱度的增大而增大。     

埋弧焊在箱形梁焊接中的应用

工业锅炉钢架中的梁柱一直采用焊条电弧焊焊接，劳动强度大、效率低，工件焊后变形大、易扭曲，这成为生产发展的瓶颈。为此本公司与焊机生产厂家合作，成功地将自动焊技术应用于梁柱焊接，上述问题得到了有效解决。     

振动埋弧焊工艺

振动埋弧焊工艺是一种在焊接过程中通过给焊件施加振动来改善焊接性能的新工艺.介绍了在西气东输阀门焊接中运用振动埋弧焊进行厚板焊接的试验,就残余应力、焊接变形、金相三个方面对常规埋弧焊和振动埋弧焊工艺进行比较,对振动埋弧焊工艺进行初步探讨.试验结果表明,振动埋弧焊工艺能有效地降低焊接残余应力和变形,并细化晶粒.     

埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中的横向磁场ANSYS模拟

针对埋弧焊磁控电弧焊缝跟踪系统中磁控电弧传感器产生的外加横向磁场,文中采用有限元分析方法建立了由磁控电弧传感器产生的横向磁场计算模型.应用ANSYS软件对横向磁场进行了模拟;对该横向磁场的纵截面分布、磁流密度矢量的分布规律进行了仿真;并对模拟结果的偏差进行了分析.实际测试结果说明了磁感应强度模拟值与实测值的一致性.针对励磁电流对焊接电弧运动状态的影响进行了实际焊接试验.结果表明,焊接电弧随励磁电流的增大而摆动,且励磁电流越大电弧摆动幅度也越大.     

窄间隙埋弧焊温度场数值分析

建立考虑电弧倾斜及坡口侧壁对电弧能量分配影响的热源模型,模拟两种焊丝姿态下的窄间隙埋弧焊温度场,通过试验验证模拟结果的正确性.结果表明,焊丝姿态的差异形成不同的温度分布特点.双丝焊时温度场呈沿焊接方向非对称分布,热量集中在远离侧壁侧,熔宽较大,侧壁熔深较小;单丝焊时温度场呈沿焊接方向对称分布,熔宽较小,侧壁熔深较大.双丝焊时侧壁熔合区受电流波动的影响较小.在前丝、后丝选用与单丝焊相同的电流及电压时双丝焊熔敷效率高,且具有产生更小过热区的倾向.     

激光-等离子弧复合焊温度场的数值模拟

利用峰值热流随深度衰减的高斯体热源与高斯面热源相结合的方法,建立了激光等离子弧复合焊三维运动热源模型,重点考虑了由热源间距引起的激光束与等离子弧之间相互作用对热源模型的影响.基于所建立的热源模型对2 mm厚1420铝锂合金板的激光等离子弧复合焊接温度场进行了有限元分析,得到了不同热源间距条件下焊接区域的温度场分布.结果表明,仿真结果与试验结果相符合,证明了该热源模型是反映了客观实际的.此工作对于激光电弧复合焊接传热及工艺研究具有指导意义.     

DY-30埋弧焊熔炼焊剂的绿色制造技术

云南奥云焊材科技有限公司研制的DY-30新型自动埋弧焊熔炼焊剂采用创新生产工艺,实现了绿色化和资源循环利用。该焊剂焊接工艺性能优良,提高了熔敷金属的洁净度和低温冲击韧性,并且在生产和使用焊剂的过程中,排放的焊接烟尘总量均低于国际标准和国家标准。较大地改变了传统熔炼焊剂制造过程中存在的资源耗费大、成本高、污染严重等三大问题,走出了熔炼焊剂制造的绿色化和资源循环利用的新路。     

埋弧焊过程的单片机控制技术及其应用

研制开发出一种单片机控制的新型IGBT逆变埋弧自动焊机。对该焊机的主电源结构、小车行走控制电路、送丝电路、单片机控制电路以及焊接过程控制软件等的设计作了较详细的介绍。     

多层多道埋弧焊工艺参数优化设计方法

多层多道埋弧焊应用领域广泛,但是由于焊接参数较多,焊接工艺的制定和参数优化较为困难。首先给出了底层焊(打底焊)、填充焊和盖面焊的焊接参数设定和优化的基本原则,然后设计了相应的参数设定和优化软件,对焊接电流、焊接速度、焊接电压、热输入以及焊道数等基本参数进行优化计算。对所设计的焊接参数优化系统,采用K型坡口的工件进行实验验证,实验结果和本焊接参数优化系统给出的结果符合良好。利用该系统还可以实现填充焊阶段的电流递增优化设计,在保证焊接热输入不超标的情况下,减少焊道数,提高生产效率。     

数字化逆变埋弧焊电源的设计

针对IGBT逆变埋弧焊电源,设计了基于SOC(C8051F330)的数字控制系统,介绍了系统的软、硬件组成和控制原理,焊接电源采用PWM控制技术.引入电流和电压闭环反馈,根据设置输入,由单片机控制实现不同埋弧焊电源外特性,适应不同焊接工艺的要求.     

埋弧焊熔滴过渡形态与焊接工艺质量的关系

探讨埋弧焊熔滴过渡形态与焊接工艺质量的关系。结果表明,在单丝埋弧焊中,渣壁过渡是熔滴的主导过渡形态,在双丝埋弧焊中,可能存在渣壁和喷射多种过渡形态,但不会有短路过渡形态。影响埋弧焊熔滴过渡的多种因素中,焊接电流是改变过渡形态的决定因素。单丝埋弧焊中,通过工艺参数变化建立了熔滴过渡形态与焊接工艺质量间的关系,其内在联系主要是熔滴尺寸、电弧力和熔滴冲击力变化。在双丝埋弧焊中,渣壁、喷射和滴状过渡对焊接质量参数的作用各异,前后焊丝过渡形态的位置匹配对焊接质量参数影响强烈。     

Thermal conduction theoretical analysis of temperature distribution during multiple-electrode submerged arc welding

In recent years, in order to reduce the costs of transportation and construction of pipelines, which are often constructed using multiple-electrode submerged arc welding (SAW), higher joint performance is required. Therefore, there has arisen the need to understand theoretically and control appropriately metallurgical and mechanical characteristics in heat-affected zone (HAZ), which has a significant influence on the strength and toughness of welded joints. Commonly, metallurgical phenomena in HAZ are evaluated based on the highest temperature and the cooling rate. Therefore, in order to control metallurgical and mechanical characteristics in HAZ by means of the welding conditions, evaluating the temperature distribution and the temperature history near the melted zone is essential. However, a detailed investigation of the temperature distribution for multiple-electrode SAW has not yet been carried out enough. In this study, in order to investigate the temperature distribution and histories during multiple-electrode SAW, the experimental results are compared with the theoretical results. In the theoretical analysis, the temperature rise equation in multiple heat sources welding is developed using the method of summation. Furthermore, on temperature distribution during welding, the effects of multiple heat sources, such as the number of heat sources and the distance between each electrodes, are considered quantitatively through the thermal conduction theoretical analysis. As the result, the distance between lead heat source and final heat source primally influences the area with the difference between a single heat source welding and multiple heat sources welding. Based on the results, it is expected to control temperature distribution near melted zone by more appropriate heat input characteristics, which is depended on heat source arrangement.