预置应力控制大型铝合金筒体环焊缝焊接变形

针对铝舍金大型筒体环焊缝焊接变形,从力学角度出发,采用预置应力方法,依据平板纵缝预置应力及球面蒙皮法兰环焊缝预置应力成熟技术,控制大型铝合金筒体环焊缝焊接变形.结果表明,该方法能有效控制筒体环焊缝周向收缩及角变形.     

T型焊接接头残余应力数值模拟研究

基于ANSYS有限元数值分析软件,建立了T型焊接接头的有限元模型,采用高斯热源模型,模拟T型焊接接头焊接过程,分析了焊接过程中的温度场和应力场,并分析了不同参数变化对于焊接残余应力的影响。结果表明,在整个焊接热过程中,焊缝区域温度变化显著;焊接过程应力变化复杂,在焊缝处存在较大的残余应力,应力值为225MPa,接近屈服极限235 MPa;第二道焊缝应力值较第一道焊缝大,原因在于焊接第二道焊缝时,已完成的第一道焊缝对于焊件变形有较大约束。     

焊接道数和层间温度对5083铝合金多道焊对接接头焊接残余应力和变形的影响

以5083铝合金多道焊对接接头为研究对象，构建了其热-冶金-力学耦合的三维有限元模型，在考虑相变情况下，对两道焊的焊接过程温度场、残余应力分布和变形进行数值计算与分析，并将结果与试验数据进行对比，验证了该模型的准确度。分析了焊接道数和层间温度对焊接残余应力分布以及焊接变形的影响规律，结果表明：随着焊接道数的增加，纵向残余应力逐渐增加，焊接道数对横向残余应力几乎无影响，焊接变形逐渐增加；随着层间温度的升高，纵向残余应力逐渐降低，横向残余应力先减小后增大，但层间温度对焊接变形几乎无影响，可采用100℃作为最佳层间温度进行焊接。     

核电SA508-3钢大型筒体环焊残余应力分析

为了准确地预测核电SA508-3钢的大型筒体环焊温度和残余应力变化规律,基于ANSYS有限元软件,引入子结构法优化焊接模拟过程,并比较模拟结果与试验数据.结果表明,文中采用的计算方法成功地模拟了更加接近真实的筒体环焊过程,且模拟结果与实测值基本吻合;焊缝上所有节点的热循环曲线相似,热影响区的模拟宽度为4 mm左右;筒体外表面焊缝中心线上任意节点的残余应力大小相近,仅在靠近筒体外表面焊缝中心线附近存在一定的轴向压应力,其它区域大部分为拉应力,环向保持较高的拉应力;筒体焊后产生内凹残余变形;结果可为分析大型筒体环焊残余应力提供参考数据.     

搅拌摩擦焊工艺参数对6082-T6铝合金残余应力和变形的影响

为了研究搅拌摩擦焊工艺参数对铝合金焊接残余应力和焊接变形的影响,运用Abaqus有限元模拟软件,对5 mm厚6082-T6铝合金薄板在恒压力条件,不同主轴转速和焊接速度下的的搅拌摩擦焊进行了数值模拟计算,研究了焊接温度、残余应力和焊接变形的分布。结果表明:主轴转速一定时,焊接最高温度随着焊接速度的增大而降低;焊接速度一定时,焊接最高温度随着主轴转速的增大而升高。沿横向残余应力呈单峰状分布,峰值位于焊缝中心;沿纵向残余应力在焊缝两端有较大波动。相对于主轴转速,焊接速度的改变对残余应力影响更大。试板的整体变形趋势呈反马鞍状,沿纵向变形呈上凸状,沿横向变形呈下凹状。主轴转速一定时,焊接变形量随着焊接速度的升高而减小;焊接速度一定时,变形量随着主轴转速的升高而增大。     

能量排布方式对双光束激光填丝焊温度场与应力场的影响

建立了面热源＋双圆柱体热源的双光束激光焊接热源模型,并结合Marc有限元软件,对光束间距为0．6mm的双光束激光填丝焊接铝合金的温度场和应力场进行了数值模拟,分析了不同能量排布方式对焊缝熔池温度分布特征及其残余应力的影响．随着光束与焊缝中心线所成角度的减小,热源熔化效率逐渐减小;焊后焊缝区残余应力主要为纵向拉应力,能量排布方式对残余应力最大值的影响不明显,其主要影响残余应力分布区域范围和焊接工件角变形．     

有限元分析模拟焊接过程中的变形和残余应力

通过应用ANSYS软件对法兰和筒体焊接过程进行模拟,介绍焊接过程中温度场、应力场的分析方法,采用"单元生死"法模拟焊缝的依次生成,利用直接法由温度场计算热应力和焊接变形,使用APDL语言进行参数化编程,并针对实际焊接过程中产生的焊接变形和焊接残余应力提出预防措施。     

小尺寸环形焊缝对接焊管焊接变形控制研究

针对环形焊缝焊管接头焊接时焊接局部升温快,焊接变形高,残余应力高等问题,采用有限元法对焊接过程的变形和残余应力研究.分析常用结构尺寸、材料、焊接温度下焊管热变形及残余应力分布情况;基于热变形计算不同尺寸下焊管预弯曲范围,降低焊接过程中的变形.同时对数值仿真模型进行试验对比验证.分析发现,焊缝两侧焊管的残余应力和变形分布...     

某运载火箭贮箱法兰密封结构拧紧力矩的量化

文中针对火箭贮箱侧壁法兰结构TIG焊接的变形情况开展有限元分析,建立2A14铝合金贮箱侧壁法兰结构TIG焊接有限元模型,采用双椭球模型模拟马鞍形焊缝的焊接热输入情况,并根据焊接过程温度检测结果及焊缝宏观形貌校核热源模型,重点探究焊接起始位置、焊接顺序对关键部位（焊缝、密封槽）焊接变形的影响。模拟结果表明,焊后变形主要集中在焊缝区域,密封槽变形较小;焊缝与密封槽的焊接变形分布趋势相近,均在B（B'）点出现变形峰值。此外,与改变焊接起点相比,改变焊接顺序对焊接变形的影响更为显著。贮箱侧壁法兰结构焊接顺序优化结果显示,在盖面反向焊（方案四）下,焊接变形分布较为均匀,焊缝和密封槽焊接变形最小。在这种情况下,焊缝最大变形量为1.022 mm,密封槽最大变形量为0.505 mm。

     

5A06铝合金扫描激光填丝焊接头变形及应力分析

以30 mm厚5A06铝合金为研究对象,基于SYSWELD有限元分析软件,根据热-弹-塑性理论,建立5A06铝合金扫描激光多层多道焊接接头有限元模型,对其焊接接头的温度场、残余应力及变形进行模拟计算,并进行了试验验证. 模拟结果表明,窄间隙激光填丝焊每个道次的热输入量较小,不会造成热影响区晶粒长大. 焊缝横向残余应力最大值出现在接头靠近下表面的区域,约为130 MPa;靠近上表面处的纵向残余应力最大. 厚度方向上残余应力值较小. 通过与实测值对比,残余应力及变形的模拟值与实测值基本一致,可对接头的残余应力分布及焊后变形进行预测分析.     

槽焊接头摆动焊热过程与残余应力的数值分析

采用热弹塑性有限元法对铝合金槽焊接头摆动焊过程进行了数值模拟,分析了其温度场与应力场的分布特征,探究了速度因素对焊接残余应力的影响。结果表明,槽焊接头摆动焊过程中焊缝中部温度要高于两侧;工件在中心焊缝区受纵向残余拉应力,焊缝两侧则转变为压应力;在焊缝尾部横向残余拉应力较大,尾部前端则存在较高的压应力;等效应力主要集中在焊缝附近,在焊缝尾部高应力区呈倒U形;横向与纵向残余应力峰值绝对值与焊接速度成正相关,与摆动速度则成负相关;等效应力具有相似的变化规律,且焊接速度的增加会减少焊缝区的应力峰宽度。     

水煤气变换反应器筒体焊接残余应力数值模拟与实验

为研究水煤气变换反应器筒体环焊残余应力的分布规律,利用ANSYS软件对含不锈钢复合层的筒体焊缝进行焊接残余应力的数值模拟,同时采用X射线衍射法对筒体焊缝进行残余应力测定。数值模拟结果表明,过渡层焊接残余拉应力远高于复层与基层,形成明显的应力梯度;残余应力在复层表面垂直于焊缝方向上均为压应力,且在焊缝中心压应力最大,沿焊缝方向上为拉应力,最大值出现在焊缝边缘部位;实验测量结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟结果的正确性。     

道间温度对异种金属圆筒焊件残余应力影响的数值模拟

利用Abaqus有限元软件模拟了道间温度对异种金属圆筒焊件残余应力的影响规律。结果表明,在SA508/ERNiCrFe-7A/F316LN筒体焊件上存在分布复杂且量值较大的残余应力,最大主应力为环向应力,环向残余拉应力的峰值位于焊缝内部靠近焊缝外表面的区域以及F316LN试环内部靠近熔合区且接近焊件外表面的部位。在满足现有工艺规范要求的前提下,道间温度的改变对异种金属圆筒焊件的残余应力水平仍有较大的影响,随着道间温度的升高,异种金属焊件的环向和轴向残余应力峰值均呈减小趋势,而径向残余应力峰值呈增大趋势。当道间冷却时间较短时,道间温度随焊接过程进行而升高的趋势明显,而当道间冷却时间相对较长时,这种趋势只在焊接初始阶段较为明显,在焊接过程后半程道间温度差别不大。     

LF6铝合金薄板平面内环焊缝焊接应力与变形的数值模拟

从力学角度出发,以LF6铝合金薄板平面内环焊缝的焊接为例,对其焊接残余应力和变形的特点进行了探讨。采用非线性有限元技术,对常规焊接条件下温度场和应力场进行了模拟,结合弹性稳定性理论对环焊缝焊接产生的特殊变形规律进行了研究。数值模拟结果表明,在环焊缝焊接过程中形成了与常规对接焊完全不同的焊接热循环过程,残余应力状态复杂;焊缝外侧的压应力超过了失稳变形极限,造成了铝合金薄板的失稳变形。     

焊接顺序对筒节焊接质量的影响

运用有限元模拟分析方法,通过改变筒节焊接顺序来研究筒节焊接变形和残余应力的分布规律.结果表明,焊接顺序改变对温度场影响不大,但对筒节焊接之后的变形量和残余应力有一定影响,尤其是焊接变形量和焊缝横向残余应力变化较大,将给筒节后续加工带来困难.根据分析结果,选定了合理的筒节焊接顺序.     

应力应变、疲劳与脆断、断裂力学

薄板结构焊接残余应力的数值分析;铝合金薄板焊接应力三维有限元模拟;QFP器件不同引线材料对焊点可靠性影响的有限元分析;基于ABAQUS平台对球冠结构焊接变形的数值试验;铝合金搅拌摩擦焊接头残余应力分布;立方氮化硼超硬磨料与45钢钎焊接头残余应力有限元分析;纵向磁场对低碳钢MIG焊焊缝组织及性能的影响。     

搅拌摩擦焊对5A02铝合金微观组织及硬度的影响

通过对10 mm厚的5A02铝合金板搅拌摩擦焊焊缝的宏观组织、微观组织及显微硬度的观察和分析,进一步明确搅拌摩擦焊接过程中的温度分布和热循环对焊缝组织特点及硬度分布的影响规律,对优化焊接工艺,减小焊接中的变形及焊后残余应力,控制焊缝接头的组织和性能,提高焊接质量,具有重要的实用价值。     

风电塔筒门框焊接应力变形分析

采用SYSWELD软件对风电塔筒门框焊接的残余应力和变形进行了分析,研究了焊接顺序对门框焊后残余应力和变形的影响.研究结果表明,塔筒门框焊接后的应力水平很高,应力集中主要出现在上部的圆弧段焊缝及附近.对于横向残余应力和纵向残余应力,圆弧段焊缝及附近出现了高水平的拉应力,而直焊缝附近出现高水平的压应力.采用先外侧打底焊再...     

6005A-T6铝合金车钩面板多层多道焊残余应力与变形规律的数值分析

车钩面板是轨道车辆的重要部件,为研究其焊后变形及残余应力问题,基于热弹塑性法,以6005AT6铝合金车钩面板为研究对象,对其多层多道焊接变形与残余应力场进行数值模拟,并提出工艺优化方案。结果表明:6005A-T6铝合金车钩面板焊接后焊缝附近区域存在较大的纵向残余拉应力,起弧处与熄弧处呈现较大的横向残余压应力。Von-Mises等效应力最大值出现在正面焊缝与背面焊缝相接处。通过施加适当的反变形,可在不影响整体残余应力峰值的情况下有效减小焊接变形,进而兼顾车钩面板的平整度与承载能力。研究结果对车钩面板的实际焊接生产具有一定的指导意义。     

基于直接耦合法的铝合金薄板焊接数值模拟研究

为了考察热力双向耦合对铝合金薄板焊接过程的影响,本文以商用软件ABAQUS为平台,以5052铝合金薄板对接焊为研究对象,对热-弹-塑性直接耦合法进行了研究。采用直接耦合法预测了铝合金薄板的温度分布、焊接变形及残余应力,并与间接耦合法计算结果进行了比较和分析。研究结果表明:采用直接耦合法预测的温度分布、焊接变形和残余应力均很好地再现了间接耦合法的预测结果,但计算时间略长;验证了完全热力耦合的三维有限元模型的可行性,反映出铝合金薄板焊接过程中应力场对温度场的影响较小。