基于收缩应变法的地铁铝合金地板FSW数值模拟

为解决地铁铝合金地板搅拌摩擦焊接焊后变形问题,基于顺序热力耦合法与收缩应变法,建立了6005A-T6地铁地板搅拌摩擦焊有限元分析模型。在建立焊接过程等效热源模型基础上,采用顺序热力耦合法对地板局部结构进行热弹塑性有限元分析,计算出平均收缩应变;利用收缩应变法对地板整体进行一次弹塑性计算,对比分析得到的地铁地板整体焊接变形结果与实际测量值。结果表明:有限元计算得到的焊接变形趋势与实际测量结果的一致性较高,且模拟变形量与实验测量值之间的误差在0.5 mm以内,验证了收缩应变法在大型构件搅拌摩擦焊接过程仿真中应用的可行性,为地铁地板等构件实际生产中焊接变形的控制提供了有效的方法以供参考。     

基于Simufact的不锈钢搭接激光填丝焊与MIG焊数值模拟

采用激光填丝焊与MIG焊焊接SUS301L不锈钢搭接角焊缝,对比了两种焊接方法的焊缝成形差别,并运用Simufact.Welding软件对两种焊接方法进行了焊接仿真.结果表明,计算得到的焊接熔池形状与实验结果基本吻合.对不同焊接方法下的温度场、应力场与变形进行了分析.激光填丝焊与MIG焊过程都属于快速加热与冷却过程,但MIG的热输入相对较大,冷却速度相对激光填丝焊较慢;两种焊接方法得到的焊缝热影响区处均存在较大的等效应力,焊后工件完全冷却后均发生变形,MIG焊变形量较大.     

基于SYSWELD的地铁底架枕梁焊接变形的数值模拟

针对地铁枕梁采用的激光复合焊建立了相应的复合热源模型,并利用有限元软件SYSWELD进行求解。对枕梁在3种不同焊接顺序的方案下进行数值模拟,得到不同方案下各方向的变形量。结果表明,在不同焊接方案下,焊接变形分布情况基本一致,但产生的最大变形量有所不同;可以通过设计合适的焊接顺序来减小焊接过程中产生的变形。     

桥面钢箱梁结构焊接变形的有限元模拟

针对桥面钢箱梁结构焊接残余应力和焊接变形复杂的问题,采用ANSYS软件对不同焊接顺序条件下的残余应力和残余变形进行数值模拟,从而优化了焊接工艺。结果表明,采用对称焊接的方法能够显著减小焊后残余应力和残余变形;第四种焊接顺序为最优的焊接顺序,残余应力集中于焊缝附近,焊缝区域的残余应力在270 MPa左右,建议在焊后对工件进行热处理消除残余应力;焊后变形为挠曲变形,变形为对称分布,从工件两端向中间变形量逐渐增大,最大变形量为14.4 mm,建议通过反变形的方法和对称焊接工艺对钢箱梁结构进行焊接。     

铝合金地铁车体底架前端地板组成焊接质量控制

在某车型铝合金地铁车体底架的前端地板焊接过程中，前端地板多次产生局部变形，直接影响焊后地板的平面度，乃至影响后道地板安装等工序的顺利进行。焊后调修的工作量大，且多次调修也会降低周边母材的强度，变形严重区域甚至产生开裂。文中根据前端地板焊接结构特点，对引起焊接变形与产生裂纹的原因进行分析，并提出了解决措施，最终通过优化焊接结构、调整焊接顺序、改善焊接工装等方法，将前端地板焊后平面度控制在要求范围内，降低了调修及焊接返修的概率，提高了车体底架前端地板组成焊接的生产效率。     

CAP1000稳压器下封头与电加热器套管焊接变形控制

通过对CAP1000稳压器下封头与电加热器套管焊接过程控制研究,设计专用防变形控制工装,优化焊缝焊接参数和焊接顺序,有效控制电加热器套管焊后的变形情况。实施后,电加热器套管与下封头焊接质量满足设计要求,变形控制在合理范围内,满足电加热器装配需求。     

焊接顺序对动车组电机吊架焊接残余应力和变形的影响规律研究

电机吊架是高速动车组特有的悬挂驱动装置,动车组转向架上的2台牵引电机是通过电机吊架连接的,随着动车组运行速度的不断提升,对电机吊架在复杂载荷作用下承载能力的要求不断提高。然而电机吊架在焊接成形时焊缝较多,且主要为多道焊,不合理的焊接顺序会导致焊后存在较大的焊接残余应力和变形,对构件的服役过程产生重要影响。因此,焊接顺序的合理设计与优化对控制焊接残余应力和变形起着重要的作用。本文以某型号的高速动车组电机吊架为研究对象,借助有限元数值仿真方法研究不同焊接顺序对其焊接残余应力和变形的影响规律。通过对电机吊架3种不同焊接顺序模拟结果与尺寸公差以及残余应力实测结果的对比分析,得出最优焊接方案,该方案将对动车组电机吊架的实际生产具有一定的指导意义.     

16Mn钢大型工字梁的埋弧焊

提出了１６Ｍｎ钢细长杆类工字梁的埋弧焊焊接工艺参数以及组装焊接生产工艺；解决了细长杆类工字梁埋弧焊时复杂变形的控制问题，探讨了厚板１６Ｍｎ钢埋弧焊时的纹情况以及解决措施。结果表明，采用合理的焊接顺序，能够有效地控制大型工字梁的焊接变形；通过调节焊接工敢以及采取合适的工艺措施，可以解决１６Ｍｎ钢埋弧焊时的开裂问题，获得质量优良的焊缝     

TC4钛合金圆管焊接工装设计及工艺优化分析

设计了TC4钛合金薄壁圆管的焊接工装,在焊接过程中将薄壁圆筒纵向焊缝分成数段,可以顺利完成纵缝、环缝的焊接;通过数值模拟技术分析了不同焊接顺序对薄壁筒节纵缝TIG焊接残余变形与应力的影响。模拟结果表明,不同焊接顺序焊后残余变形均以厚度方向为主,焊接顺序对降低薄壁圆筒残余变形作用明显。薄壁圆筒焊后残余应力以纵向为主。分段焊缝相连接的区域纵向残余应力出现较大的波动,分段焊缝的数目越多,相应的纵向残余应力值越高。     

随焊激冷法控制高速列车地板焊接变形的数值模拟

利用非线性有限元分析软件MSC.Marc模拟空冷及不同随焊激冷措施下高速列车地板结构的焊接变形及温度场。模型中使用母材和填充材料的动态特性参量,采用移动双椭球热源模型进行计算,结果表明随焊激冷措施对近缝区的温度场的干涉作用明显,焊接时可有效降低峰值温度和热影响区宽度。此外随焊激冷措施对较小角变形、纵向挠曲变形也有一定效果,对离焊缝中心较近及较远处的温度场同时进行控制的随焊激冷方案可使焊后的纵向挠曲变形减小近一半。     

薄板单面密集焊缝焊后弯曲变形分析

针对2 mm的316L薄板单面密集焊缝结构,采用数值模拟的方法分析了两种焊接方案下的薄板焊接弯曲变形. 利用高度测量装置建立了薄板弯曲变形测量方法,进行了两种焊接方案的工艺试验,对焊后弯曲变形进行了测量. 在此基础上,对数值模拟和工艺试验的结果进行了对比. 结果表明,薄板单面密集焊缝结构焊接后呈船形变形,拉通焊弯曲变形中心接近于板中心,而两端向中间焊弯曲变形中心偏向板的先焊位置. 两端向中间焊在长度方向弯曲变形量小于拉通焊,两端向中间焊的焊接方案较优.     

机械振动对耐热钢薄壁零件TIG焊焊缝质量的影响

为提高耐热钢零件焊接修理质量,减小焊后变形和残余应力,避免焊后开裂等问题,通过振动焊与一般氩弧焊对比试验,研究了焊接时施加机械振动对耐热钢薄板焊缝强度、塑性、残余应力和残余变形及焊缝组织的影响,结果表明,在手工氩弧焊过程中增加振动,减小了焊后变形和焊接残余应力,改善了焊缝力学性能,有利于薄壁耐热钢零件焊接修理质量的提高。     

焊接顺序对钛合金H型单桁条结构残余应力分布的影响

利用有限元分析法模拟计算了不同焊接顺序下TC4钛合金H型单桁条结构双激光束双侧同步焊接过程的应力应变场,对三种焊接顺序下焊后应力分布进行了对比分析。研究表明:不同焊接顺序下,钛合金H型单桁条结构的始焊、终焊位置以及焊缝附近均存在较高的应力水平,随着远离焊缝区,残余应力呈降低趋势。当焊接顺序为自蒙皮中心焊至边缘时,焊后应力水平最低,其中峰值纵向拉应力和横向拉应力分别达到了970MPa和182MPa,说明该焊接顺序为最优方案。     

焊接顺序对T型接头残余应力场的影响

对大型金属结构中常见的T型焊缝的焊接过程进行有限元模拟。选用5种不同的焊接顺序,模拟不同焊接顺序对T型焊缝残余应力场的影响,得到最优焊接顺序。结果表明,焊接顺序不仅影响温度场的分布形式,而且对残余应力大小和分布有较大影响。综合分析5种焊接顺序可知,先焊中间后焊两端的分段退焊法可有效降低T型接头残余应力。     

铝合金列车侧墙搅拌摩擦焊变形模拟仿真与工艺优化

以铝合金车体侧墙搅拌摩擦焊过程为研究对象,应用数值模拟技术开展焊接变形的研究及控制。基于分段温度函数法的高效计算方法,建立了该焊接结构三维有限元模型,得到结构焊后的变形分布,焊接变形呈马鞍状,结构面外变形约1.7 mm。为减小焊接变形,提出了三种不同焊接顺序和方向优化方案,并分别进行了数值模拟。结果表明,从中间向两边进行分段焊接可减小焊接变形50%,而单纯改变不同焊缝的焊接方向,对变形几乎没有影响。     

小直径薄壁不锈钢导管全位置TIG焊数值模拟

为研究小直径薄壁不锈钢导管全位置TIG焊接头的成形过程,采用ANSYS有限元程序对焊接过程进行模拟,获得了温度场、变形场和流场的模拟结果,并对3种物理场的模拟结果进行了分析。结果表明,模拟得到的温度场轮廓达到准稳态后与实际焊缝一致,验证了模拟准确性,在全位置焊接中,温度场由初始不能提供足够热量的较低温状态逐渐升高达到准稳态,初始阶段的热输入不足以焊透,可通过超过一圈覆盖引弧点的焊接行程保证环焊缝完全焊透与熔合;变形场显示了不同位置x, y, z方向的变形情况,不同焊接相对位置的变形情况不同;流动场对焊接熔池流动进行刻画,不同位置熔池流动存在明显差异,在顶部平焊位置电弧压力方向、重力方向相同,容易形成焊塌甚至焊穿现象,在侧面立焊爬升位置熔池中的铁液易下淌,需要控制热输入以得到良好成形的焊缝。     

LF2铝镁合金料仓壳体的手工TIG焊

针对ＬＦ２铝镁合金料仓壳体焊接头变形大等特殊问题，采用相应的手工ＴＩＧ焊接工艺，平焊时在焊缝背面加置不锈钢垫板，横焊时在焊缝内侧增设金属胀圈，封度层时用氢弧重熔法焊接，有利地控制了焊接变形，经实际应用，焊接质量达到了设计要求。     

中间接头紫铜外壳的TIG焊

TIG焊高压220kV中间接头的紫铜外壳的对接纵缝,运用正确的焊接工艺,把握合理的焊接顺序和焊接方向,很好的解决了紫铜外壳对接纵缝的熔合、焊透问题,而且焊缝成形好,筒体焊后残余变形小,完全符合供配电要求.     

时速350 km动车组车顶焊接变形控制与工装夹具设计研究

时速350 km动车组车顶焊后变形量较大,最大处达到12 mm。在焊接过程中调整焊接顺序可有效减小变形量。先进行反装焊接,后进行正装焊接,先进行中间焊缝焊接,后进行两侧焊缝焊接,焊后车顶的变形量较小,变形的弯曲方向与车顶自身外形弧度方向一致,调修时间最少。并且在焊前使用工装夹具对车顶进行侧顶紧和压紧,以及预制反变形可以进一步减小焊后变形量。焊前反变形量达到7 mm时,焊后变形量可以控制在3 mm以内。     

双丝单电源单弧工艺在大焊角尺寸平角焊中的应用

介绍了在变压器油箱加强筋的焊接过程中,双丝单电源埋弧焊设备的选择和不同焊接参数下的施焊情况,包括双丝单电源埋弧焊机的结构配置内容以及设备的主要技术参数。从焊缝的外观、成形、咬边情况以及脱渣效果等不同方面对焊接参数进行优选。通过对比埋弧焊、气体保护焊在同等焊接强度时的焊接时间、焊角高度以及焊缝外观质量,体现出双丝单电源埋弧焊在焊接效率、焊接质量、焊缝外观以及焊材节约等方面的优势。同时也阐述了双丝单电源埋弧焊在使用方面的局限与不足。通过大量的焊接试验,确定了适合大型变压器油箱加强筋的埋弧自动焊工艺,提高了工作效率。