LD10随焊预拉伸作用位置的有限元分析

对于铝合金的焊接其焊后残余应力导致的焊接变形,尤其对于薄板的焊接其焊接变形问题更为严重。本文运用MSC.Marc大型有限元模拟软件对LD10铝合金的预拉伸工艺进行三维模拟,为优化铝合金预拉伸工艺的工艺参数,提供了理论依据和指导。结果说明:在弹性应力范围内,随着预应力作用范围的增大,试件的纵向残余拉应力峰值、纵向残余弹、塑性变形量均逐渐减小。分析认为,预拉伸应力部分抵消了焊接区因局部加热而导致的压缩塑性变形,减小了焊接残余应力,从而起到控制薄板焊接失稳变形的目的。     

LD10铝合金随焊碾压工艺的有限元分析

焊接过程产生的焊接应力和变形,不仅影响焊接结构的制造过程,而且还影响焊接结构的使用性能。本文基于LD10铝合金薄板焊接构件的特点,利用有限元模拟软件Marc,综合考虑焊接热源、材料空气散热系数、焊接与冷却时间、碾压力等边界条件,建立了LD10工件的随焊碾压有限元模拟模型。通过模拟其焊接过程,对比了常规焊接和随焊碾压工艺条件下,薄板的残余应力与应变情况,比较不同的碾压参数下焊件的残余应力与应变,确定了碾压力及压下量对焊接残余应力的影响。在此基础上明确了随焊碾压控制焊接残余应力应变的力学机理。     

钛合金薄板焊接应力的随焊锤击控制

将随焊锤击技术应用于钛合金薄板焊接应力与变形控制，分别对TC4钛合金薄板进行常规焊和采用随焊锤击技术对焊接应力与变形进行控制，结果证实，随焊锤击工艺有效地减小了薄板焊件的挠曲变形，焊缝的纵向残余应力减小到常规焊的1／10，最大焊接挠曲变形由常规焊的15mm减小为5mm。     

随焊锤击防止薄板焊接热裂纹的工艺研究

针对焊接时薄板构件产生焊接热裂纹倾向大的缺点，从力学角度出发，采用随焊锤击的焊接新工艺，并利用试验和测试技术，来达到防止薄板焊接热裂纺的目的，开辟了一条解决焊接热裂纹的新途径。讨论了随焊接锤击防止热裂纺的基本原理，对比了常规焊条件下和随焊锤击工艺条件下，试件的裂纹率情况，试验结果表明：随焊锤击能够有效地防止焊接热裂纹的产生。     

基于电磁控制的随焊锤击对焊接残余应力的影响

针对焊接残余应力难以消除的特点,结合几种能够实现随焊锤击功能的方案,提出了一种基于电磁控制的随焊锤击消应力的工艺方法,并研制出了基于电磁控制的随焊锤击试验装置.采用小孔释放法测量随焊锤击前后的残余应力,通过对比和试验分析得出了影响电磁锤随焊锤击效果的主要参数,其中锤击力和锤击温度对焊接残余应力的影响显著.     

随焊锤击对高强铝合金焊接接头应变分布的影响

采用云纹分析的试验力学方法，研究了不同情况下LYl2CZ高强铝合金焊接接头应变场的分布特点。研究结果表明，断裂前夕，常规焊接头的云纹条纹稀疏且不均匀，拉伸过程中应力集中在薄弱环节焊趾部位，焊接接头的力学性能指标较差；采用随焊锤击工艺，由于在焊接过程中同步锤击强化了焊趾部位，断裂前夕焊接接头的云纹条纹分布比较密集均匀，断裂部位由焊趾转移到焊缝，焊接接头的力学性能指标较常规焊有了较大提高，这充分说明随焊锤击技术对于实现高强铝合金焊接接头的强化是行之有效的。     

电磁锤随焊锤击控制焊接应力变形新工艺

通过用电磁锤锤头对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的锤击力,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;同时使焊缝金属在纵向和横向充分延展,降低了焊接残余应力.试验结果表明:该工艺简单可靠、轻便灵活,不但能控制焊接变形、防止焊接热裂纹的产生,而且能使焊缝组织均匀细化;与未锤击时相比,试件焊缝纵向残余应力平均下降了约90%.     

TC4薄板随焊旋转挤压工艺

薄板钛合金由于在焊后存在较大的残余压应力,使得其易发生失稳变形.采用随焊旋转挤压方式,对焊缝高温部位进行塑性延展,减少焊接时所发生的塑性收缩量,降低残余压应力的值,从而降低焊接变形量.采用拉伸试验、拉伸断口SEM分析和焊后薄板的变形挠度的测量等试验.结果表明,随焊旋转挤压焊件的变形挠度可以下降到常规焊件挠度的2/3,并且随着加载应力的增加,变形的挠度可以进一步下降.说明在焊接过程中采用随焊旋转挤压方式控制薄板TC4失稳变形是可行的.     

基于虚拟仪器的随焊锤击温度场模拟系统

随焊锤击是一种金属表面处理方法。锤击部位的温度是确定随焊锤击参数的重要依据。温度场模拟系统综合运用传感器技术、计算机技术、数据处理技术和建模技术，采集堆焊过程中影响焊道温度变化的主要变量，结合堆焊过程的其它固定参数，利用焊接热效应原理模拟堆焊焊道温度分布状况，为确定随焊锤击参数提供了实时可靠的温度数据。系统采用虚拟仪器设计思想，硬件使用PC机、高速数据采集卡、电压传感器、电流传感器，软件采用虚拟仪器编程语言Labwindows／CVI，构成完整的数据采集与分析系统。试验得到的模拟温度和实际温度在主要温度区间内能够很好地吻合。     

TC4薄板焊接件随焊冲击旋转挤压力计算

针对TC4薄壁结构易产生显著的焊接变形问题,采用随焊冲击旋转挤压工艺来控制TC4薄壁结构的焊接变形.工艺过程的冲击旋转挤压作用表征是关键,文中采用基于动态应变仪的测量系统,实现了冲击旋转挤压过程的实时测量;在弹性变形和过程能量守恒的条件下,厚度、弹性模量将对TC4薄板板件所受的压缩应力产生影响;并采用有限元分析的方式,确定了冲击杆端部与TC4薄板接触部位所受应力的情况.从而建立了外加载荷与工件上所受作用力的关系.     

相变超塑性焊接(TSW)过程的有限元分析

相变超塑性焊接（ＴＳＷ）是一种利用超塑性流动的低应力、大变形的特殊流变规律的新型固相焊接方法。本文在弹粘塑性模型的基础上，建立了相变超塑性焊接过程的力学模型。数值模拟结果表明，对于自由边界的相变超塑性焊接接头，随着膨胀率的增大，边界上的应力将逐渐由压应力向拉应力转化；顶锻压力和循环次数既影响拉应力出现的位置，又影响拉 力数值的大小，这两个参数如何合理配合，成为影响接头质量的关键因素。对Ｑ２３５／Ｑ３５相变超塑性焊接的工艺试验研究表明，接合面中心一定范围内焊合很好，但边界上易于产生张开小口的缺陷，张口出现的位置是由界面应力决定的。     

PDC钻头焊接强度的有限元分析

基于有限元软件ANSYS对金刚石复合片(PDC)钻头焊后接头进行数值模拟,分析了焊接接头在不同焊缝厚度时残余应力大小及分布情况,并做了试验验证,其模拟结果与试验结果基本吻合.该分析方法为制定焊接工艺以控制残余应力提供了一定指导作用.     

ANSYS有限元法在焊接温度场分析中的应用

通过对ANSYS在焊接温度场模拟应用的分析和总结,分别对ANSYS在焊接温度场模拟中热源理论基础、热源和边界条件的选择、温度场模拟步骤以及热循环模拟结果分析做了相应介绍,为具体研究ANSYS环境下的焊接温度场模拟与分析打下基础.     

基于有限元的镁合金弧焊过程分析

根据TIG焊接和激光．TIG复合热源焊接的物理特征．建立了基于TIG焊接过程的高斯面热源模型和基于激光-TIG复合热源焊接的新型双热源模型,分析了两种焊接方法对应的热源模型的特点。在此基础上．针对镁合金AZ31B,进行了单独TIG焊接和复合热源焊接温度场数值模拟及焊缝区微观组织分析,提出了其热源模型建立过程中的参数修改建议。通过与实测结果比较,表明以上建立的两种热源模型能准确地模拟镁合金AZ31B的单独TIG焊过程和复合焊接过程。     

大型电机转子焊接残余应力的数值分析

利用轴对称模型研究了大型电机转子焊接残余应力分布规律 ,探讨了单层单道焊情况下两侧同时焊接、热套、预热等工艺以及三层四道焊情况下焊接顺序对焊接残余应力的影响。研究结果表明 ,磁轭圈与辐板焊接后在焊缝及其周围区域产生较大的三向残余拉应力 ;两侧同时焊接可大大降低径向残余应力 ;热套可降低三向残余拉应力 ,热套后直接焊与热套后先冷却后焊相比效果更佳 ;预热可以降低周向残余拉应力 ;多道焊时径向残余应力主要取决于最后一层 ,尤其是最后一道焊缝 ;两侧的最后一道焊缝同时焊接可显著降低径向残余应力 ,而前面的焊道同时焊接与否并不重要。研究结果为优化生产工艺 ,降低残余应力提供了理论依据     

基于ANSYS软件的CO_2气体保护焊温度场有限元分析

使用ANSYS软件对CO2气体保护焊接热过程进行有限元分析,建立焊缝余高模型并用生死单元技术处理。结果表明,余高对焊接温度场分布有明显影响,特别是对熔池形状和高温区精度的影响很大。对比试验结果与有限元分析结果,发现热源为三维双椭球体积分布时可以提高对薄板熔化极焊接的分析精度。     

S355钢TIG焊有限元仿真分析

采用SYSWELD软件对S355低碳合金钢平板对接焊焊接过程进行温度场和应力场的有限元模拟。分析焊缝温度场、焊后相组成以及焊后残余应力分布,以优化焊接结构和工艺设计。结果表明,焊接过程中,熔池区域温度最高,母材区域温度较低。在焊缝处横向残余应力较大;焊缝处的纵向应力主要为纵向拉应力,随着与焊缝距离的增大,拉应力最后逐渐转化为压应力。在焊缝中心处,纵向拉应力的数值小于两侧的拉应力。