数值模拟在焊接中的应用分析

焊接是一个复杂的物理化学过程,传统的试验方法研究焊接现象不仅成本高、效率低,而且其应用存在一定的局限性,但单纯采用理论方法又很难准确地解决生产中存在的实际问题.借助计算机技术对焊接现象进行数值模拟,可以研究各种复杂的焊接问题,对焊接结构生产具有重要的指导意义.讨论焊接数值模拟技术的基本原理和主要模拟方法,综述数值模拟技术在焊接温度场分析、焊接应力应变分析、焊接冶金和焊接接头组织性能分析方面的应用及研究现状,指出了焊接数值模拟技术的主要发展方向.     

Monel-400合金管焊接工艺研究

针对Monel-400合金管的焊接,从焊接方法、焊接材料、坡口加工与组对、焊接工艺参数的确定等方面进行分析与改进,确定了其焊接工艺,解决了焊接中的热裂纹和气孔问题,保证了产品的焊接质量。     

核电站安装施工中自动化焊接技术应用分析

介绍了我国核电行业的发展趋势,并分析了目前国内核电站安装施工中的焊接技术问题;主要从焊接方法、焊接设备、焊接工艺、焊接填充材料、焊接辅助设备等方面对自动化焊接技术的现状及其在国内的应用前景进行了详细的论述,并对自动化焊接技术的应用效益作了较为透彻的分析;最后提出了自动焊在核电站安装中存在的一些问题,并指出加快我国自动化焊机的技术攻关,尽快提高其国产化水平及售后服务乃是当务之急.     

浅析带压管道的焊接堵漏

对炼油厂、化工厂输水管道产生泄漏的原因进行了分析,并对相关的问题进行了阐述,提出了带压管道补焊的几种方法,主要对碾压焊接、引流焊接进行了论证,分析了焊接过程中应注意的安全事项.     

马鞍形焊缝焊接质量控制研究现状

马鞍形焊缝自动化焊接工艺复杂,焊缝定位困难,要保证这种复杂的空间曲线焊缝的焊接质量难度大。从焊接方法、焊接工艺以及焊缝的轨迹跟踪识别几个方面对其焊接质量的控制现状进行了阐述和分析,介绍了常用的自动化焊接方法、复杂空间曲线焊缝的焊接工艺、近年焊缝的定位识别研究进展,并对马鞍形焊缝焊接质量控制问题进行了展望。     

异型钢管格构柱组焊工艺选择

对钢结构中异型钢管格构柱制作过程中容易产生的问题进行分析,介绍了一种相应的组焊方法,对该焊接方法的焊接接头进行拉伸、冲击、弯曲性能试验研究,结果表明:该组焊方法制作的钢柱外形尺寸及焊接接头力学性能达到了标准要求,有效地控制了焊接变形,在保证焊接质量的前提下大大提高了生产效率。     

机箱冷板结构失效分析及钎焊新工艺

文中主要对电子行业中机箱的冷板结构在钎焊后出现结合强度低的问题进行了失效分析,通过断裂试样的断口形貌的分析得出了焊接工艺是导致其结合强度低的原因,并针对此问题提出了采用分级钎焊的方法对钎焊工艺进行优化,采用Al-Si-Mg-Cu钎料作为第二次钎焊的钎料,并对采用钎焊新工艺的焊接接头的力学性能和微观组织进行了研究,发现采用新的焊接工艺的接头微观组织结合良好,其接头的抗剪强度从39 MPa提高到52 MPa。焊接接头主要断裂在钎缝中,钎料对母材润湿良好,解决了结合强度低的问题。     

焊接机器人特征参数预测方法的研究综述与展望

焊接机器人可大大改善工人劳动条件、提高生产效率,其特征工艺参数的合理选择是确保焊缝成形质量的关键。分析了焊接机器人焊接过程中关键特征工艺参数对焊接质量的影响,并对各种工艺参数的预测方法及其特点进行了分析和综述。对焊接机器人特征参数预测方法的发展趋势进行了展望,提出了未来的研究方向。     

汽车硅油减振器电子束焊焊接工艺

硅油减振器系统是汽车发动机的关键部件之一,其质量对汽车发动机性能起着关键作用.本文介绍了采用真空电子束焊接硅油减振器的工艺方法,并就焊接过程中存在的一些主要问题进行了分析讨论.     

航空航天用异种金属焊接接头性能和数值模拟研究

概述了航空航天用异种金属焊接的发展现状,并分析了焊接接头性能,同时对焊接过程中的数值模拟进行了总结。通过数值模拟可以对焊接过程进行预测,是获得良好焊接效果、高质量焊接接头的有效方法。在未来的研究中需对数值模拟的方法和软件进行优化,使其能更真实准确地模拟实际焊接过程。     

焊接过程参数反演分析进展

在阐述了反演分析原理的基础上,介绍了国内外焊接领域,包括材料性能,热源模型,边界条件等问题中反演分析的应用,及反演分析各种算法的原理及特点。指出了焊接过程参数反演分析的前景及可能存在的问题。     

电阻缝焊数值模拟研究进展

电阻缝焊过程的热影响区随着滚轮电极的旋转而不断移动,熔核彼此搭迭,形核过程处于封闭状态且无法观测,焊接参数及性能比点焊更加难以准确计算. 数值模拟作为一种功能强大的分析手段,解决了电阻缝焊领域中传统分析方法无法解决的问题,越来越受到焊接研究人员的重视. 文中综述了国内外近几年来的研究成果,对比了电阻缝焊与电阻点焊的特点,总结出电阻缝焊过程中电流场、温度场、应力场(应变场)三大领域的数值模拟方法,以及焊后焊缝形状、焊缝跟踪、无损探伤等智能控制技术,并对这些方法的原理进行了分析和探讨,提出开发多参数、多变量综合数学模型是将来电阻缝焊数值模拟技术的研究重点. 此外,指出发展与先进的在线实时监控系统及无损检测技术相适应的数值模拟技术将是电阻缝焊重要的研究方向.     

Numerical simulation of asymmetric fillet weld pool based on temperature field and flow field coupling

The temperature field and flow field were analyzed to solve the problems of unstable penetration and poor forming quality,which always happen in asymmetric fillet welding. In order to explore the effect of the welding parameters on welding and improve the quality of forming,a three-dimensional mathematical model of asymmetric fillet welding was established by using the finite element software COMSOL and the coupling equation. The model was considered about the surface tension gradient,the electromagnetic force,gravity and the effect of temperature,radiation and convection heat on physical properties of the material. The flow field and the growth pattern of the weld pool were analyzed,and the weld pool geometry under different welding currents was compared. The results show that,the thin metal was preferentially penetrated,and with the welding process the weld width expanded until the weld beam was fullpenetration. The heat affected zone was got from weld experiments,its shape and size agreed well with the simulation results,which verifies the validity of the theoretical analysis.     

电塑性摩擦焊接过程的动态再结晶数值模拟

摩擦焊过程中界面的塑性变形是摩擦焊的核心，中以宇航工程常用的构件材料LY12合金为研究对象，建立了电场条件下棒状试件摩擦焊的热力耦合塑性成形有限元分析模型，获得了焊接过程中焊接界面处材料的温度场、应变场、应力场、电场强度等物理参量场，并应用Yada模型建立了LY12合金摩擦焊接过程显微组织的演化模型，计算了摩擦焊接过程动态再结晶区的分布及再结晶区晶粒的尺寸，并分析研究了上述场变量对电场条件下连续驱动摩擦焊成形工艺及成形件质量的影响。     

基于磁脉冲焊接的数值模拟研究

磁脉冲焊接具有有效克服铝合金等材料成形性能差、焊接困难的特点,能精确、高效控制成形过程.以铝管与钢管为连接对象,建立了瞬态电磁场分析模型,分析了磁场相关参数;通过顺序耦合的方式,将电磁力加载至变形场,并结合能量曲线分析了作用过程的结果参数.通过对磁脉冲连接的数值模拟分析,可为磁脉冲连接工艺进一步研究提供借鉴.     

管道全位置焊接机器人结构设计与分析

针对长输油气管道焊接效率低、劳动强度大和焊接质量不稳定的问题,研制了一种管道全位置焊接机器人。根据野外施工特点,采用模块化设计方法,确定了焊接机器人结构,主要包括行走机构、焊炬调节机构和送丝系统三部分,并对其结构特点和工作原理进行了分析。根据机械模型建立了机器人的运动学方程,进行了仿真和试验研究,仿真结果表明：该机器人可以完成对应壁厚钢管的焊接,且焊接质量良好。     

一种用于焊缝跟踪的磁控电弧传感器

针对目前机械式电弧传感器普遍存在的易磨损、噪声大且稳定性差等问题,提出了将磁场控制电弧的技术应用于焊缝跟踪;设计了磁控电弧传感器,对其基本原理进行了详细阐述,并依据电磁场理论和磁控电弧规律分析了相关影响参数.对通过霍尔传感器获取的焊接电流信号采用了巴特沃思滤波器硬件滤波和小波分析的电流信号软件处理相结合的信号处理方法,对磁控摆动电弧、未加磁场电弧和机械旋转电弧三种情况下的实测电流信号进行了分析比较,应用有效区间双重去极值积分比较法提取实际焊缝坡口的偏差信息.结果表明,磁控电弧传感器用于焊缝跟踪正确可行,跟踪效果好,为目前对焊缝跟踪技术的研究提供了新的方向.     

磁控电弧焊接工艺在非熔化极气体保护焊中的应用

针对非熔化极气体保护焊,介绍了作用于焊接过程中的平行磁场、横向磁场、纵向磁场、双尖角磁场和旋转磁场的特点及磁场发生装置的组成,分析了磁偏弧工艺、磁摆弧工艺、均匀纵向磁场作用下的磁旋弧工艺、非均匀纵向磁场作用下的磁旋弧工艺、旋转磁场作用下的磁旋弧工艺、磁再压缩技术等国内外典型的磁控电弧焊接工艺的基本原理、应用范围及存在的问题.并对焊接电弧外形的变化和运行机制,焊接电弧外加磁场强度的变化关系进行了研究.     

小波分析及其在焊接中的应用

小波分析是继傅里叶分析之后应用数学领域中一种新的分析方法。与傅里叶变换相比，它具有良好的时频局部分析特性和多尺度分析特性，广泛应用于信号处理、图像处理、机器视觉、地震勘探、天体识别、机器故障诊断与监控,CT成像等领域。由于焊接制造工业具有多种学科综合的特点，随着材料、机械、电子、信息、控制等学科的发展，使焊接技术有了长足的进步。焊接自动化、柔性化、机器人化、智能化是焊接技术的发展趋势。焊接过程中存在弧光、高温、烟尘、飞溅、振动、电磁场等干扰以及焊接过程本身固有的不确定性、非线性、强耦合性都是实现焊接过程智能化所需要解决的关键问题。小波分析技术凭借多尺度分析和时频分析特点，已经开始应用于焊接技术中。该研究介绍了小波分析理论以及在焊接中的应用。