厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

厚板多层多道焊角变形分析方法

角变形一直是厚板多层多道焊过程中的突出问题，然而有关这方面的研究报道并不多见。作者对多层多道焊角变形的预测方法进行了分析，对已有的有关多层多道焊角变形经验公式进行了总结。在此基础上，提出了一种多层多道焊角变形的分析方法。应用基本的力学公式，结合焊接变形产生的原因，分析并推导出计算多层多道焊角变形的公式。最后，对厚板低碳钢单面V形坡口多道焊以及厚板高强铝合金双面V形坡口多道焊的角变形进行了实例分析。     

16Mn特厚钢板多道焊温度场数值模拟

为了研究特厚板多层多道焊温度场分布,对两块板厚60 mm的16Mn特厚钢板的焊接过程进行了数值模拟和实验研究。利用ANSYS有限元软件和分布式计算方法,采用"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,对特厚钢板的对接多道焊过程进行三维瞬态温度场数值模拟。同时采用埋弧自动焊对16Mn特厚钢板进行了17道焊接,焊接工艺参数与计算参数相同,焊接过程采用热电偶测量温度场,并与计算值相比较,结果表明:分布式计算方法可以有效缩短计算时间,且计算值与实验测量值吻合良好,成功实现了60 mm特厚板多层多道焊的温度场数值模拟。     

基于计算机有限元的厚板多层多道焊温度场研究

在建立Q460厚板多层、多道次焊接有限元模型时,考虑了板料厚度方向的温度场分布,研究接头热影响区的温度场和热循环特征。结果表明,建立的热源分析模型可以准确描述厚板多层、多道次焊接过程;焊接热影响区热循环高温停留时间和峰值温度受后续焊道的影响较大,因此需严格控制后续焊道的热输入和层间温度。     

超高强钢板多层多道焊温度场有限元分析

针对616超高强钢板焊接出现裂纹等问题,为优化焊接工艺参数,准确提供焊接条件下的温度场,采用Sysweld软件建立了15 mm厚板脉冲MIG多层多道焊有限元分析模型,对多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行计算,并分析比较模拟结果。结果表明,有效热输入功率为3 600 W时,校核热源熔融最佳;距热源最近的特征点温度变化最迅速,最先升到峰值点,高温驻留时间最长;道间温度伴随焊接道次增多而逐步上升,控制道间温度可预防热影响区晶粒粗大,有助于改善接头组织。     

X70管线钢厚板多层多道焊残余应力数值分析

基于逐层激活建模方式实现对多层多道焊接过程中焊缝金属填充的模拟,分别以半椭球体电弧热源模型和均匀柱体分布的熔滴热源模型为热源模型,建立了不等厚X70管线钢板多层多道焊接有限元计算模型,数值计算并分析了焊接过程中温度场和应力场演变、焊后残余应力状态。结果表明,经过多次焊接热循环后先形成的焊缝的应力状态与母材中焊接热影响区的应力状态接近;接头焊根处的残余应力要比盖面焊趾处的残余应力高,根焊两侧焊根的残余应力大小未受两侧板厚的差异影响,数值均达到468 MPa,焊缝焊趾与焊根处残余应力均低于母材屈服强度。计算结果与试验结果吻合良好,证明了模型的可靠性和准确性。     

616装甲钢厚板结构件多层多道焊数值模拟及试验验证

考虑施加约束条件对焊后变形及残余应力的影响,建立616装甲钢厚板结构件多层多道焊有限元模型. 利用Sysweld软件对616装甲钢厚板结构件多层多道焊焊缝截面尺寸、焊后残余应力进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的准确性. 对616装甲钢厚板结构件多层多道焊特征点热循环变化趋势、焊后变形情况进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好. 结果表明,距离熔合线越远,峰值温度越低,达到峰值的时刻越滞后,受热程度越低. 焊缝两侧、起弧端、收弧端是发生残余形变的主要区域,是高应力值的集中区.     

坡口偏差厚板机器人多道焊接方法

厚板构件在工程机械及重工行业等领域应用广泛,但许多工况的坡口因为加工和组对等原因存在较大偏差. 针对工件加工和组对出现的坡口间隙不一致、坡口角度偏差和错边等三种典型问题,分别给出了应对方法和修正措施. 通过焊接摆动参数调整补偿坡口间隙不一致时造成的偏差,采用焊接参数和摆动参数调节实施联合补偿坡口角度偏差带来的影响,以焊道数量调整和焊接电流周期变化补偿坡口组对错边情况. 采用这些措施,利用焊接机器人进行坡口偏差工况焊接试验. 焊后接头填充饱满,焊缝外观无明显缺陷. 焊缝截面观察焊道排列整齐有序,未出现内部缺陷. 结果表明,采用坡口偏差修正方法拓宽了机器人厚板焊接对坡口偏差的适应性,为机器人厚板焊接现场施工提供基础数据.     

中厚板多道焊接温度场和残余应力场的三维数值分析

运用有限元分析软件ANSYS,对两块6mm厚316L不锈钢平板对接焊的三维瞬态温度场和应力场进行了数值分析.考虑了材料物理性能随温度的变化和周边热对流和热辐射的影响,采用移动的表面高斯分布热源来模拟焊接过程中的热量输入,利用“生死单元”技术模拟焊缝金属的填充、熔化和凝固过程.模拟结果表明,焊件热影响区狭窄,温度场呈移动的纺锤形分布.在垂直于焊缝方向的路径上,残余应力呈典型的W形分布,焊缝区纵向残余应力为拉应力,最大值达到材料的屈服应力,残余应力分布与中厚板焊接理论吻合良好.     

13MnNiMoNbR特厚板焊接温度场的数值模拟

利用大型有限元分析软件ABAQUS,对110 mm特厚板焊接过程的温度场进行数值模拟。采用K型热电偶单面测量焊接过程中的温度,利用origin7.0绘图软件,绘制模拟结果与测量数值的折线图,分析测量数值与模拟结果的关系。分析结果表明,测量与模拟的温度场的变化规律基本一致,测量结果验证了模型与网格划分的正确性,研究结果为优化13MnNiMoNbR特厚板焊接工艺、控制残余应力、提高焊接接头的可靠性和安全性提供了理论依据。     

60 mm厚16Mn特厚板焊接接头组织及力学性能研究

利用埋弧自动焊法对60mm厚16Mn特厚板进行焊接,采用ZEISS光学显微镜、LEICA显微硬度计及扫描电镜观察分析了焊接接头各区域及母材的组织、硬度,以及拉伸断口的形貌.结果表明:在本文的焊接实验条件下,焊接接头各区域的组织明显不同,上部区域粗大,下部区域细小;硬度值在过热区达到最高;焊接接头的拉伸断裂为韧性断裂,其抗拉强度均小于母材的抗拉强度.     

双面双弧不清根厚板多层多道焊有限元数值模拟

应用大型有限元软件,对28mm厚板双面双弧不清根焊接进行了三维数值模拟.模拟综合考虑了材料性能随温度的变化,对流、辐射和热传导对焊接过程的影响等诸多因素,跟踪观察了多层多道焊接中的温度场、应力场的变化.结果表明,双面双弧打底,t8/5和t8/3与先后两电弧的跟进距离有关;跟进电弧对先焊道有二次热处理作用.双面双弧焊接角变形极小,打底焊道残余应力为压应力,应力集中出现在盖面焊趾部位.模拟结果与相同工艺条件下实测结果对比,相对误差较小.     

船用钢板EH36焊接过程的温度场演变和分析

为探索船用钢板EH36焊接过程的温度演变机理,基于ABAQUS和二次开发技术,考虑材料热物理参数非线性变化以及焊件与周围环境的对流和辐射,对EH36焊接温度场进行模拟,并实验验证热循环曲线。结果表明,焊接2~3s后,焊缝区达到准稳态温度场;第3层第1道焊存在未填充金属不易热传递,等温线偏移;热循环曲线经历4个峰值并逐渐减小,实验和模拟结果吻合较好。为预测焊接过程及焊件的组织、性能和残余应力提供了依据。     

厚板焊接温度场和残余应力场的数值模拟

运用有限元计算软件ABAQUS,对10 mm厚钢板电子束焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟.有限元模型中选用三维实体单元,采用非耦合方法,并考虑了材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响.针对电子束焊接热源的特点采用移动体积生热的高斯锥形分布的模式来模拟匙孔效应.温度场计算结果表明,焊件热影响区狭窄.计算结果分别给出了焊缝部位上、中、下表面的纵向、横向和板厚方向残余应力分布.结果表明,焊缝区大部分区域三个位置的应力无显著差异,但是在起焊点和收焊点三处应力存在显著差异;焊缝区残余纵向拉应力分布在焊缝两侧各20mm区域,最大值达到材料屈服应力.残余应力的分布与厚板焊接理论相一致.     

中厚板焊缝超声波探伤中的波型转换辨析

在中厚板焊缝的超声横波探伤中,当焊缝加强层过高时,会产生变型反射纵波,在一定的条件下返回探头,形成伪缺陷回波。针对这一问题,从理论上分析了产生变型纵波的原因,并推导出变型纵波被显示的条件以及出现的位置。结合相关实例,验证了之前的推断。最后总结了几种常用K值探头出现假缺陷回波的最小加强层厚度,对中厚板超声波探伤有一定的指导意义。     

焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响

基于焊接专用有限元软件SYSWELD对X20Cr13不锈钢平板对接接头TIG焊进行了数值模拟,研究了焊接速度对不锈钢平板对接接头温度场的影响。结果表明:其他焊接工艺参数不变时,焊缝熔池、熔合区及热影响区的尺寸大小随着焊接速度的增大而减小,焊接温度梯度也随之降低;焊接热循环的峰值温度随着焊接速度增大而减小;焊速为4mm/s时焊接接头的质量优于焊速为3和5mm/s时焊接接头的质量。     

焊接速度对铝合金平板搭接接头温度场的影响

基于SYSWELD数值模拟软件对铝合金平板搭接接头MIG焊进行了数值模拟,研究了焊接速度对铝合金平板搭接接头MIG焊温度场的影响.结果表明:其它焊接参数一定时,随着焊接速度的增大,焊缝熔池尺寸减小,焊接温度场温度梯度逐渐变小,且沿焊接方向温度场分布变得细长;焊接热循环的峰值温度随焊接速度的增大而降低.     

搅拌摩擦焊工艺参数对2519厚板焊接性能的影响

采用搅拌摩擦焊方法对10mm厚的2519高强铝厚板进行了焊接，研究了该铝合金厚板的搅拌摩擦焊工艺参数对其焊接性能的影响。结果表明：在一定范围内，随着转速或焊速的增加，焊缝强度都呈现出先增加后减小的特征，在转速为2000r／min、焊速为150mm／min时，可获得较好的焊接接头，其抗拉强度达到最大值298MPa。焊逢的薄弱环节出现在热影响区与热机影响区的过渡区。     

16Mn钢板带状组织的定量分析

提出了一种定量评定铁素体—珠光体带状程度的参数(带状密度),分析了取不同特定长度值时的带状密度与带状级别的关系,并比较了用两种评估法考察冷却速度对带状组织影响的结果。