钎料对金属/陶瓷钎焊接头残余应力的影响

采用热弹塑性有限元方法,在考虑材料性能参数随温度变化的情况下,分析了采用Ag-Cu-Ti钎料钎焊Al2O3陶瓷与镍丝钎焊接头在钎焊过程中产生的应力大小和分布情况.结果表明：钎焊过程中,在钎料与陶瓷界面的陶瓷侧会产生较大的残余拉应力,影响了钎焊接头的连接强度.在此类连接结构中,钎料对接头残余应力的影响是主要的,而钎料性能参数及厚度是决定接头残余应力大小的重要因素.在选择金属/陶瓷钎焊用钎料时,为降低接头残余应力,除考虑钎料与陶瓷的润湿性和界面反应程度外,钎料的性能参数和厚度同样重要.     

核电站接管安全端异种金属焊接接头残余应力预测的研究现状

接管安全端异种金属焊接接头是压水堆核电站中连接主设备低合金钢压力容器接管嘴与不锈钢管道的一种典型结构,易发生一次侧应力腐蚀开裂,而焊接残余拉应力是造成此种应力腐蚀开裂的主要因素之一.因此,准确评估接管安全端异种金属接头的焊接残余应力分布至关重要.通过有限元模拟研究焊接残余应力旨在保障核电设备的结构完整性.介绍了接管安全端异种金属焊接接头的结构、材料与焊接工艺特点,综述了有限元模拟方法预测异种金属焊接接头残余应力分布的数值计算工作和典型流程,以及诸多因素对有限元模拟异种金属焊接接头残余应力的影响.     

缓解陶瓷与金属钎焊接头残余应力的新方法研究

填加中间过渡层是缓解陶瓷与金属钎焊接头残余应力的有效方法。但是在钎焊过程中还存在很多问题。金属泡沫具有显著的能量吸收特性,因此可以用作中间层材料,研究发现采用金属泡沫作为中间层可以有效缓解接头残余应力,并且存在一个最佳的泡沫层厚度。     

焊接残余应力检测与调控技术研究现状

焊接过程中不可避免会产生残余应力。残余应力会引发疲劳、应力腐蚀、断裂等一系列问题,并对结构完整性及安全性产生重要影响。因此,采取可靠的测试手段准确检测焊接残余应力并进行合理调控,对保障及延长焊接结构服役寿命至关重要。文章首先介绍了几种常用的残余应力检测技术,其次分类阐述了残余应力调控技术,最后展望了残余应力检测与调控技术的发展方向。     

陶瓷/金属钎焊接头残余应力的测量及数值计算

用微区X射线衍射仪测量了陶瓷／金属接头陶瓷表面离边缘0．2mm处的残余应力的大小和分布，用热弹塑性有限元方法，在考虑了材料性能参数随温度变化的情况下，对接头残余应力的大小和分布进行了计算。结果表明，计算值和测量值的趋势基本一致，都是在陶瓷侧的外表面靠近界面的地方存在着最大的轴向拉应力。X射线衍射测量结果还表明，Si3N4／40Cr接头的钎料层较厚时，接头的残余应力值较高。     

锤击消除焊接接头残余应力的数值模拟

建立锤击作用的有限元数学模型,利用该模型对白口铸铁焊补时锤击消除焊接残余应力进行实例分析。结果表明,在合适的焊接规范和工艺下,锤击不仅能有效地消除白口铸铁焊缝部位的应力,而且能促进热影响区拉伸残余应力的释放,甚至可以获得一定值的压应力。当在８４０－３６０℃温度区间进行锤击时,可以获得最佳效果。     

纵向预置应力法控制薄板焊接残余应力与变形

针对高强铝合金薄板结构焊接时存在的焊后残余应力及变形大的缺点,采用施加一不大于材料屈服强度σs的纵向预置拉应力的方法降低其残余应力与变形,对此平板对接焊的残余应力与变形进行了数值模拟.结果表明:该方法可以改善残余应力的分布状态,显著降低焊后残余应力的峰值,预置应力越大,残余应力越低;从而减小了焊接件的变形;随着预应力的增加变形相应减小,0.5σs和0.7σs的预置应力下的最大变形挠度由常规焊的38 mm分别降至18 mm和7 mm,降至原来变形的17%左右;试验结果验证了模拟结果的准确性.     

焊接顺序对中厚板对接焊残余应力的影响

针对同种材料,但几何结构不同的中厚板结构件之间的对接焊,运用有限元软件进行模拟,分析多层多道焊各层焊缝的焊接顺序对焊缝区域横、纵向残余应力的影响。采用内生热的加载方式模拟热源,采用生死单元法模拟多层多道焊缝的焊接过程。模拟结果表明,从几何尺寸小的一边向几何尺寸大的一边焊,沿焊缝底部和顶部中心线方向产生的横纵向残余应力峰值最小;底层的几道焊缝的焊接顺序对焊缝底部和顶部中心线方向所产生的横纵向残余应力的影响不大。     

焊接顺序对挖掘机主平台T型焊残余应力的影响

对液压挖掘机主平台底板和立板T型焊接头的焊接温度场和应力场进行了数值模拟,并对主平台的模型进行了网格划分和工艺参数的确定,结合实际工艺提出了不同的焊接顺序方案,通过计算,分析了不同方案对焊接结构件残余应力的影响,从而为实际生产提供了可靠的数值预测依据。     

焊接顺序对挖掘机主平台T型焊残余应力的影响

对液压挖掘机主平台底板和立板T型焊接头的焊接温度场和应力场进行了数值模拟,并对主平台的模型进行了网格划分和工艺参数的确定,结合实际工艺提出了不同的焊接顺序方案,通过计算,分析了不同方案对焊接结构件残余应力的影响,从而为实际生产提供了可靠的数值预测依据.     

电阻点焊过程数值模拟技术研究进展及应用

数值模拟方法一直是研究和电阻点焊过程的有效方法。详细介绍了电阻点焊过程数值模拟技术的研究现状和进展及其工业应用。并指出了电阻点焊过程数值模拟及应用的发展方向。     

焊接烟尘流体流动规律数值模拟

用gambit建立了不同的车间模型网格,然后利用流体计算软件Fluent模拟研究了封闭式焊接车间在具有不同送风口、排风口位置时的温度场、速度场。结果显示有两种模型比较满足要求。在这两种模型基础上进行改动,模拟比较改动后模型的温度场、速度场,研究得到混合通风和置换通风两者结合的通风方案对焊接车间烟尘的排放效果更好。     

激光深熔焊熔池形成过程的数值模拟

建立了用于激光深熔焊数值模拟的新型移动热源模型——圆锥体热源模型,用圆锥体热源模型模拟激光深熔焊时熔池的形成过程。结果显示圆锥体热源模型能够很好地描述能量在试件厚度和试件表面上的传导情况,准确地模拟了熔池的形成过程,得到了与实际焊接很相符的温度场分布。     

中厚板熔化极气体保护焊的数值模拟及实验验证

在建立中厚板GMAW温度场数值仿真模型的基础上,用ANSYS进行了数值模拟,并通过红外热像仪进行了实验验证。实验结果与模拟结果对比分析表明,温度场热循环曲线的形状、峰值温度及加热速度比较接近实测数值,冷却区段偏差稍大,证明所建立的数值仿真模型可以较好地模拟中厚板GMAW的温度场,为应力应变分析等其他焊接过程的数值分析打下了良好的基础。     

金属切削加工过程的数值模拟

运用商业非线性有限元软件MSC.MARC,对金属切削加工过程进行了弹塑性热力耦合模拟,分析了不同刀具几何参数及切削用量在切削加工过程中对切削力、应力分布、工件残余应力及残余变形的影响.     

金属棒料剪切的数值模拟分析

金属剪切是一种复杂的弹塑性大变形过程,且存在多重非线性.文中选用最强大的非线性分析软件ABAQUS,以Johnson-cook作为材料的本构模型和断裂准则,并采用ALE自适应网格划分方法对金属棒料剪切断裂过程进行数值模拟.得出了剪切过程中应力应变分布及发展趋势,裂纹的生成、扩展,棒料的断裂过程和剪切力的大小、变化规律曲线.通过理论方法推导出剪切力计算公式,将最大剪切力与计算机模拟结果进行比较,验证了模拟结果是正确的.从而说明可以用数值模拟指导实际生产,为剪切机的优化设计、刀具材料形状的选择提供方法.     

砼管支撑加强环焊接工艺研究

臂架砼管支撑的破坏类型有焊接裂纹、焊接结构的延性破坏和脆性破坏、疲劳破坏,但以冷裂纹、疲劳开裂为主.从3个方面进行了开裂原因分析,并通过MSC.Marc焊接数值模拟方法,计算了不同拘束及焊接顺序对砼管支撑焊接残余应力的影响.研究结果表明,减少砼管支撑结构的拘束和改变焊接顺序均可明显降低焊接残余应力.     

Numerical Simulation and Experimental Verification of Laser Multi-Section Welding

To address the problems of large welding deformation and splashing in the resistance spot welding of the lubricating oil cooler plate, the laser spot welding was employed, instead of the resistance spot welding, and a novel laser spot welding was proposed, i.e., laser multi-section welding. The major processes involved in this study referred to a finite element model of pulsed laser lap welding built by adopting SYSWELD simulation software, as well as the laser welding of various welding methods...     

多道间断焊T型接头的数值模拟

不停输带压开孔操作的关键在于在线焊接 ,由于作业时不停止介质的传输 ,管道设备内部介质的压力、温度等特性会影响操作的安全性。在有内部介质流动的设备上进行在线焊接 ,局部高温是引起烧穿的主要原因 ,本文将间断焊技术引入在线焊接 ,对其温度场和应力场进行了数值模拟 ,结果表明 ,采用间断焊可以有效降低焊接时的温度 ,而且残余应力数值与连续焊相当。     

超声波焊接金属界面温度仿真及实验研究

针对超声波焊接金属界面温度难以实时测量的问题,从能量角度建立了超声波焊接二维瞬态传热模型。利用ABAQUS计算了超声波焊接铝箔表面不同点处的温度历程,红外热像仪测量了焊接过程中铝箔表面温度历程曲线,铝箔表面最高温度计算值与实验值对比误差在5%以内,证明该模型具有良好的计算精度。再利用该模型计算了不同参数组合下超声波焊接铝箔界面的温度场,研究表明,超声波焊接铝箔界面最高温度不超过金属熔点的50%;得到了焊接界面最高温度与速度、声极振幅和法向压力的关系,其中,焊接最高温度随焊接振幅的增加而增加,随焊接速度的增加而减小。本研究结果对于揭示超声波焊接成型热过程机理及热机耦合应力过程的研究具有重要意义。