分段退焊对角接接头焊接残余应力及变形的影响

基于热-弹塑性有限元理论,以Abaqus软件为平台进行角接接头焊后残余应力及变形的分析,采用分段移动热源模型并利用Fortran语言开发热源子程序,分别采用直通焊和分段退焊两种方式进行角接接头焊接温度场、残余应力及变形的数值模拟分析.结果表明:横向变形是角接接头最主要的变形;角接接头焊接在焊缝端口处的残余应力为压应力,...     

分段焊影响转轮焊接残余应力的试验分析

在利用平板试验得到分段焊的合理段长的基础上,对某水电站混流式水轮机转轮的焊接残余应力场进行了调控.结果表明,对于尺寸为500 mm×500 mm×16 mm的平板来说,后焊的焊段可以起到降低先焊焊段的残余应力的作用,且在到后焊部分端部为50 mm的范围内,降低效果最明显;分段焊可以降低叶片危险区域的残余拉应力峰值并产生残余压应力;当叶片出水边焊段的长度在40～90 mm的范围内,残余应力的降低效果随着叶片出水边焊段长度的增加而减小.     

不同点固焊形式对焊接变形和残余应力的影响

借助有限元分析手段对不同点固焊形式的对接焊焊接过程进行模拟,经分析得到焊接变形和应力分布情况,采用实验手段验证试验结果。结果表明,点固焊位置相同,长度越长,获得的变形量越小;起、收弧的两端面点固焊变形在起、收弧两侧翘起,焊缝位置点固焊翘起的位置发生在与焊缝位置平行的两侧自由端;点固焊长度越长,仿真和实测结果的残余应力分布波动性越大;在起、收弧两端面点固焊获得的残余应力峰值最小;起、收弧两端面点固焊、点固焊2处残余应力值均降低,点固焊3处残余应力值增大。证明了有限元模型的正确性和有效性。     

网格过渡形式对焊接残余应力及变形的影响

大型复杂焊接结构件的焊接过程三维数值模拟因为计算量大而难以进行。采用有限元热弹塑性分析方法对平板对接接头进行数值模拟,研究了不同网格过渡形式对计算效率的影响规律,获得了几种网格过渡形式下对接接头焊接残余应力场和变形场,并对计算结果进行了分析。结果表明:无论焊缝及其附近热影响区网格过渡采用共节点形式,还是不共节点接触单元,仿真变形趋势均与实际焊后变形趋势一致,且误差控制在可控范围之内;采用共节点网格过渡,可以保证应力连续,同时提高计算效率;过渡单元为不共节点接触单元时,无论网格密度如何,接触面上纵向和横向残余应力均不连续;对于大型复杂焊接结构件,如果不关注后续的应力分布情况,可以采用接触过渡这种网格划分技术,既可以降低模型网格划分难度,提高计算效率,又可以获得较为准确的焊接变形。     

焊接层数对焊接残余应力和变形的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台,应用生死单元技术模拟焊缝金属填充过程,对Q345R钢材角接焊接接头单层焊、两层焊和三层焊的焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明,随着焊接层数的增加,角接焊接接头的残余应力和变形都会减小。     

焊道填充方法对焊接变形及焊接残余应力的影响

在焊接数值模拟分析过程中,焊道的填充是必不可少的步骤,且不同的填充方式对计算收敛性及结果的精确性产生较大的影响。本文以大型有限元分析软件MSC.Marc为计算工具,分别采用生死单元法及静态单元法对平板对接接头进行多层多道焊有限元分析。结果表明:不同的焊道填充方式下的焊接仿真变形趋势与实际焊接变形趋势一致,焊接残余应力分布趋势也与实际情况相吻合,但是计算结果及计算的收敛性有一定的差异。     

散布分段焊接法对焊接变形及內应力的影响

在一些文献中都提到散布分段焊接可以减小焊接内应力及变形。此外,在很多厂矿中,这种方法也有较广泛的应用,但是这种焊接方法的采用或推荐往往带有很大盲目性,缺乏足够的据根和具体的分析;好像不论在任何条件下,不论用任何方法,只要把长焊徒分成一些短段来分别焊接,都可以减小焊接变形和内应力。这样不加分析的采用散布分段焊接法,不但降低了生产率,造成了工作上的不便,限制了自动焊的广泛应用,而且在很多情况下难于达到预期的目的,     

轿车车门铰链的焊接变形 II.凸焊焊后残余应力及变形分析

针对轿车车门凸焊后会产生焊接变形的具体情况,建立了一个铰链和加强板的二维有限元凸焊模型。利用凸焊工艺过程分析得到的凸焊焊接温度场分布结果,在自由状态下对模型进行了热应力分析,获得了凸焊焊接热变形和焊后残余应力的分布情况。并结合轿车车门焊接的实际,分析了焊后车门铰链的变形趋势,取得了与试验结果相一致的结论。     

模拟焊接道数对压力容器残余应力及变形的影响

针对大型复杂的结构件,模拟焊接道数直接决定着模拟计算工作量的大小。本次采用有限元数值模拟软件,利用高斯热源和生死单元技术,讨论模拟焊接道数对1000 MW级压水堆核电站反应堆压力容器6接管处马鞍型焊缝残余应力场及残余变形的影响。结果表明:模拟道数对残余应力及变形影响不明显。     

焊接残余应力及变形对各焊接结构动力特性的影响

为了实现结构的减振降噪,研究结构动力特性很有必要.目前,焊接过程中产生的残余应力及变形对结构动力特性的影响常常被人忽视,本文针对对接接头、T型接头及加筋板焊接结构,分别研究焊接残余应力及变形对其动力特性的影响.结果 表明:焊后残余应力导致两种接头及加筋板焊接结构各阶固有频率均有不同程度的变化;考虑焊接变形效应后,各阶固...     

轿车车门铰链的焊接变形II.凸焊焊后残余应力及变形分析

针对轿车车门凸焊后会产生焊接变形的具体情况，建立了一个铰链和加强板的二维有限元凸焊模型。利用凸焊工艺过程分析得到的凸焊焊接温度场分布结果，在自由状态下对模型进行了热应力分析，获得了凸焊焊接热变形和焊后残余应力的分布情况。并结合轿车车门焊接的实际，分析了焊后车门铰链的变形趋势，取得了与试验结果相一致的结论。     

管线钢焊趾优化工艺对焊接残余应力的影响

借助有限元模拟X60管线钢对接接头3种不同焊趾优化工艺设计焊接过程,得到了周向和轴向残余应力分布。采用盲孔法残余应力分析仪,验证仿真结果的准确性。结果表明,周向和轴向残余应力总体变化趋势与典型接头的应力变化趋势一致。常规焊趾工艺设计得到的周向和轴向残余应力梯度和平均应力值均最大,圆滑过渡焊趾设计得到周向和轴向残余应力梯度和平均应力值均最小。常规焊趾工艺设计达到应力峰值的距离比其他2种焊趾优化设计更接近引弧位置和焊缝中截面。圆滑过渡焊趾设计周向和轴向残余应力仿真结果与盲孔法测量结果吻合度好,最大误差控制在9.37%。圆滑过渡焊趾设计对预防应力腐蚀开裂有指导意义。     

焊后热处理对316LN焊接残余应力的影响

为了研究焊后热处理对316LN焊接残余应力的影响,设计了拘束应力试验件并制定了热处理工艺方案,通过盲孔法测定热处理前后焊接残余应力值,并进行了对比分析。结果表明:(920±10)℃×1h和(400±10)℃×(2~3)h均可以很好地减少316LN焊接残余应力,尤以(920±10)℃×1h去应力效果最为显著。     

热焊工艺对焊接残余应力影响的数值模拟

运用有限元分析软件ANSYS,对25钢对接接头分别在20、200、400、600和800℃的热焊工艺条件下进行焊接残余应力场的数值模拟.通过单元生死技术模拟焊缝的填充过程,得到了其对接接头试板分别在该五种热焊工艺条件下焊接残余应力的大小及分布,并对计算结果进行了分析.结果表明:热焊工艺的加热温度越高,焊后产生的残余应力越小;残余应力降低的幅度在加热温度为400和600℃较明显.     

焊接顺序对焊接残余应力的影响

在焊接过程中,强烈的局部加热和随后的快速冷却在焊件中造成了很大的温度梯度,不可避免地产生了一定程度的残余应力和变形而降低焊缝的力学性能.优化焊接顺序是降低焊接残余应力的一种简单易行、成本低且行之有效的方法.系统地对焊接顺序在焊接残余应力中的影响进行了综述,并运用其机理对不同焊接结构进行了分类评述,得出判定单条焊缝、多道...     

分段焊的焊接顺序对T形接头残余应力场的影响

在利用单元死活技术以及椭球形移动热源模型分析T形接头焊接温度场的基础上,利用数值模拟的方法研究了分段焊的焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响.结果表明,分段焊不仅可以增加焊缝整体的残余低应力的区域,而且采用先焊两端后焊中间的方法可以有效地降低先焊区域的焊接残余拉应力.对于先焊焊段上的某点来说,到中间焊段两端的距离越小,焊接残余应力的降低效果越明显;中间焊段的收弧区降低先焊焊段残余拉应力的效果要优于起弧区.     

焊接顺序对薄壁箱梁变形和残余应力的影响

为了优化起重机用Q345材料薄壁箱梁结构的焊接顺序,采用有限元热弹塑性分析方法对不同焊接顺序的焊接变形和残余应力进行了数值模拟。定量描述了焊接顺序对焊接变形和残余应力的影响。通过对比分析,总结了焊接变形和残余应力的变化规律,提出了薄壁箱梁结构的最优焊接顺序。结果表明,采用同时同方向分段退焊的焊接顺序,并按照图5中方案三或四进行施焊,可有效控制薄壁箱梁结构的焊接变形和残余应力。     

焊接顺序对汽车零件十字接头焊接残余应力及变形影响的数值分析

为了研究焊接顺序对十字接头焊接残余应力及变形的影响,本文基于MSC.Marc大型有限元分析软件,开发了用于模拟焊接温度场、应力场和应变场的热-弹-塑性非线性有限元计算方法。在所开发的计算方法中,采用了双椭球高斯体积移动热源模型来模拟焊接的热输入,以生死单元技术考虑焊缝成形,数值模拟了低合金高强钢Q345的十字型接头焊接残余应力与变形。并考察了焊接顺序对该接头焊接残余应力和变形的影响。结果表明,焊接顺序对十字接头的纵向残余应力有明显的影响;同时对焊接变形也具有一定的影响;但是对横向残余应力无明显的影响。     

预拉伸对铝合金焊接残余应力和变形的影响

在预拉伸应力作用下，进行了厚度为4mm的5A05铝合金试板的焊接，焊后残余应力及变形的测定结果表明．预拉伸焊接法可有效减小铝合金薄板焊后的纵向残余应力、纵向挠曲变形和平面变形。在弹性应力范由内，随着预应力的增大，试板的残余应力峰值、纵向挠曲变形及平面变形均逐渐减小。分析认为，预拉伸应力部分抵消了焊接区热膨胀产生的压缩应力，从而减小了压缩塑性变形，进而减小了冷却时焊接区域的拉伸应力水平，相应地远离焊缝区域的压缩应力也随之减小。     

热焊工艺对Q235钢焊接残余应力的影响

对Q235试板分别在室温下进行焊接焊后自然冷却及加热到300、500、600和650℃进行焊接焊后保温缓冷(即热焊工艺),用小盲孔法测量焊接残余应力.实验结果表明,采用热焊方法进行焊接能够有效降低焊接残余应力,且加热温度越高,焊接残余应力降低效果越好.