不锈钢在等离子弧焊过程中的温度场变化及计算机仿真分析

基于等离子穿孔型弧焊(K-PAW)的焊缝成形结构特点,通过对多种不同的热源作用模式进行比较,获得了适合K-PAW焊接成形工艺的体积热源组合式作用模式。把组合式模式应用到K-PAW焊接成形热过程中的SYSWELD软件有限元数值模拟分析中,计算了不锈钢K-PAW焊接工艺中的温度场及成形焊缝的结构尺寸大小,结果表明了所采用热源模式的准确性。     

AZ61镁合金真空电子束焊接温度场数值模拟

对板厚10 mm AZ61镁合金板材进行了真空电子束焊接数值模拟研究.利用有限元模型以及三维移动双椭球热源模型,采用数值模拟的方法研究了电子束流与焊接过程温度场及焊缝熔深之间的关系.结果表明,建立的模型能够获得电子束深熔型焊接的效果,模拟焊缝成形及焊缝区、热影响区温度场分布与试验焊缝成形及实际电子束焊接特点较为一致,这也证明了该模型在AZ61镁合金电子束平板对焊有限元模拟中有较好的适用性.     

Q345/316L异种钢焊接残余应力与变形数值模拟

文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证. 试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性. 结果表明,异种钢焊接温度场呈不对称分布,Q345侧的高温区域范围更大. 不论是横向残余应力还是纵向残余应力,沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力;在垂直于焊缝中央截面上,纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的,存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂,而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处. 不同的热输入下模拟结果表明,在保证焊接接头质量的前提下,最好采用小热输入的焊接工艺.     

T型接头直线往返摆动焊温度及应力场的数值模拟

利用有限元软件SYSWELD对企业中广泛使用的直线往返摆动焊接过程进行了数值模拟,研究了T型接头的焊接温度与残余应力的分布规律。数值模拟结果表明,在摆动焊接过程中,沿焊缝方向周期性的出现了二次加热区,此区域的温度峰值高于一次加热区;纵向残余拉应力主要分布在焊缝及热影响区,且焊缝表面的纵向残余拉应力出现了周期性的波动。温度场与应力场的分布规律与直线往返摆动的运丝方式密切相关。     

Q345D钢水箱支架T型接头双道MAG焊接热过程的有限元分析及实验验证

以Q345D低合金高强钢水箱支架T型接头双面焊接为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,选择双椭球焊接热源模型,采用数值分析方法模拟了焊接过程的温度场分布和和热循环曲线.数值模拟时,考虑了材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响.获得了焊缝区域及临近焊缝区域的温度场及热循环曲线的分布,并进行了试验验证,试验结果同模拟结果吻合良好.     

GIS铝合金壳体法兰焊接数值模拟

GIS铝合金壳体主要以焊接成形,有一定的装配精度要求。若焊接变形和残余应力较为严重,会影响产品的质量。为了研究焊接过程对产品质量的影响,以法兰与筒体焊接为对象,通过有限元软件SYSWELD模拟出焊接过程的温度场及应力场,得到热循环曲线、变形及残余应力分布。结果表明,第一道焊缝多次加热,且峰值温度接近退火温度;法兰存在整体倾斜及表面不平整的变形,筒体呈现波浪状变形;残余应力主要分布在第一道焊缝根部及整个第二道焊缝。模拟结果可以为GIS铝合金壳体焊接工艺控制提供参考依据。     

基于SYSWELD的不锈钢管道环焊缝焊接数值模拟

基于316L不锈钢管道环焊缝的焊接工艺,利用Visual Mesh软件建立了管道焊件的三维有限元模型,利用有限元数值模拟软件SYSWELD对316L管道环焊缝焊接过程进行了数值模拟,得出了焊接过程中不同时刻的温度场分布图、不同特征点的焊接热循环曲线及焊后残余应力及变形分布图等一系列结果。结果表明,焊缝始焊处温度不易达到熔点,焊缝中心及附近区域因残余应力较大而产生环向内凹形变。焊缝的温度场及应力变形分布规律均与理论分析相一致,可为实际焊接工艺的评定及优化提供一定的数据支撑。     

基于SYSWELD的T型接头温度场的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对T型接头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演变的关系.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.     

焊接数值模拟方法

ANSYS是一大型通用有限元分析软件,综述了ANSYS在焊接电孤行为、焊接温度场和焊接残余应力数值模拟方面的应用,阐述了SYSWELD的特点及在焊缝数值模拟方面的应用.元胞自动机是一种时间、空间、对象的状态都是离散形式的动力学模型,它是研究非线性科学的重要研究工具,详细概述了元胞自动机法在焊缝凝固组织模拟、焊缝再结晶组织模拟中的应用.展望了焊接数值模拟技术.     

基于SYSWELD铝合金管点焊温度场数值模拟

基于专业焊接软件SYSWELD,采用Goldak提出的双椭球热源模型,对1.5mm厚铝合金管点焊过程进行了有限元数值模拟。模拟中充分考虑了材料热物理性能参数的非线性,及对流、辐射等边界条件对焊接温度场的影响,并运用HSF校正工具对热源各项参数进行校核。将模拟结果与焊接接头相比较,结果表明:计算所得熔池形状与实验结果基本吻合,得到了焊接接头温度场的变化规律。     

连续油管管-管对接焊概述

在介绍连续油管(CT)材料发展的基础上,分析了CT现场管-管对接焊的技术需求和关键技术,讨论了CT管-管对接接头的性能要求,介绍了CT对接焊的国内外发展现状,提出了CT管-管对接焊技术的研究方向.     

凝汽器管板区传热管的涡流MRPC探头检测

为了解决凝汽器传热管在管板区的涡流Bobbin探头检测存在的检测盲区,文章提出了采用MRPC探头检测这一区域的方法。通过试验研究,区分了不同类型缺陷信号并归纳了不同类型缺陷的信号特征。通过建立伤深-相位曲线,实现了对于不同类型人工缺陷的缺陷深度测量。为了检验该方法的有效性,采用该方法检测了模拟管板传热管中不同位置的人工缺陷,取得了良好的检出效果,深度测量值与实际值接近。     

Tube separation functionals

Separation functionals are computed for a class of manufactured object that include cylindrical and rectangular artifacts, bored tubes and parallel surfaces with variable diameter. The perfect forms applied in this analysis are spatial tubes generated from planar regular and convex polygons. The construction of the tube separation functional involves the computation of an “inner envelope” which is functionally dependent on several parameters. The inner envelope is a new construction which allows the visualization of the separation functional for a three-dimensional symmetrical artifact. Examples are used to illustrate the separation functionals associated with various manufactured artifacts.     

电站锅炉省煤器管爆管原因分析

通过宏观分析、化学成分分析、金相组织检验和扫描电镜断口分析,对某电站锅炉省煤器管爆管的原因进行了综合分析。结果表明,导致爆管发生的直接原因是减薄所致,减薄和爆管根本原因是氧腐蚀。     

管与管板摩擦焊过程中金属流动的实验研究

把填充板、黄铜片和钢球3种不同材料填充到SA321管与SA387管板进行摩擦焊接实验,同组实验在不同转速条件下得到的各试样进行微结构分析、维氏硬度测试和射线探伤测试。结果表明,钢球填充焊接的焊缝硬度最大,为290 HV,黄铜片焊接实验样件焊缝接口不仅微观结构好、硬度高,而且不存在裂纹和气孔缺陷。在工具旋转、向下挤压及摩擦热的作用下,金属达到熔点后产生塑性变形并向工具中心轴线方向流动,焊缝边界位置硬度达到最大,而工具中心位置的硬度最低。     

5454热挤压管与1060冷拉管性能对比试验

简述了５４５４热挤压管在碳铵生产企业碳化水箱上的应用,分析了ＲＥ（稀土）在５４５４合金中的作用,通过对比试验评价了５４５４热挤压管与１０６０冷拉管的耐冲刷磨损性、耐腐蚀性及冷弯曲加工性。     

清洁度控制对核电蒸汽发生器管子-管板焊缝质量的影响

摘 要:介绍了核电蒸汽发生器制造过程中影响管子-管板焊缝质量的清洁度控制环节.通过对各个工序环节的分析,指出了管子-管板焊缝制造过程中清洁度控制的要点,为制造厂和蒸汽发生器设计方改进和完善清洁度控制规范及管理提供了有益的建议,为蒸汽发生器国产化制造过程中管子-管板焊缝质量的持续稳定提升有较好的指导和借鉴.     

百万千瓦级核电蒸汽发生器管子-管板焊接工艺研究

分析了核电蒸汽发生器管子-管板焊缝的特点和焊接工艺.自动钨极氩弧焊工艺参数变量较多,对焊接过程控制和焊缝质量的影响十分复杂,良好匹配的工艺参数是获得优良焊缝的基本条件.通过制造厂实际产品焊缝的批量制造可以看出,不同工艺参数在焊缝质量及稳定性控制上存在差异.通过对工艺参数变量的异同分析,为管子-管板焊接工艺优化和标准化提供参考.     

Tube expansion by gas detonation

The expansion of tubes by direct application of gas detonation waves is an alternative forming method for hollow section workpieces. In particular the process can be used for typical hydroforming parts, for example car body or exhaust elements in automotive industry. The gas charge of oxygen and hydrogen is both pressure medium and energy source and has the potential to cause high forming velocities. The introduced process belongs to the category of high speed forming methods and provides typical advantages such as higher achievable strains compared to quasi-static methods using high water pressure. Another advantage of this process is the avoidance of high press forces by application of an “inertia-locked tool” system due to the extremely short process time. To develop a controllable process, good knowledge of the interdependencies in the system “medium, workpiece and tool” is essential. This can be achieved using simulations in combination with experimental investigations. The results are topic of this paper, also including special investigations on the material behavior at high strain rates and temperature gradients. This paper is based on investigations within the scope of a research project in the Priority Program SPP 1180, which is kindly supported by the German Research Foundation (DFG). The investigations were carried out by cooperation of: University of Dortmund, Institute of Forming Technology and Light-weight Construction; RWTH Aachen University, Shock Wave Laboratory; University of Hanover, Institute of Materials Science.