GH4169高温合金惯性摩擦焊接温度场的数值模拟

根据惯性摩擦焊接过程的特点,结合摩擦学理论在研究了摩擦焊接摩擦面生热变化规律的基础上,建立了一个基于二维轴对称的有限元法传热计算模型.利用该模型可以模拟计算惯性摩擦焊接瞬态温度场的分布.并对同质材料GH4169-GH4169焊接进行了实例计算.用热电偶点焊在工件的表面的方法对GH4169-GH4169焊接过程中的温度变化进行了计算机实时多点测量.结果证实计算结果与试验数据符合良好.从而该模型可为进一步研究惯性摩擦焊接应力场、应变场和缩短量以及优化焊接工艺参数提供有效的依据.     

碳钢惯性摩擦焊接头的组织和强度

对Ｑ２３５钢惯性摩擦焊接头进行了超声检测,观察了典型接头包括含缺陷和无缺陷接头的微观组织,并做了拉伸试验和冲击试验。试验证明,碳钢惯性摩擦焊接头的接合面晶粒细小,静强度很高,接合面的缺陷对静强度影响不大,但使接头的冲击韧性大大下降;超声检测用于碳钢惯性摩擦焊接头,能有效地检出缺陷。     

焊接工艺参数对FGH96合金惯性摩擦焊过程材料塑性流动行为的影响

采用数值模拟方法对FGH96合金惯性摩擦焊过程进行分析,获得温度、轴向缩短量、材料流动与飞边四者之间的关系,着重研究初始转速与轴向压力等焊接工艺参数对材料塑性流动行为的影响规律。研究结果表明:在惯性摩擦焊初始阶段,材料温度与流动速度较低,无飞边产生;随着焊接过程的进行,材料的温度与流动速度呈现先升高后降低的规律;在焊接过程进入稳态后,摩擦面中心区域的材料主要沿试件的旋转方向流动,而摩擦面上两边界附近的材料向面外流动并形成飞边,飞边尺寸与弯曲程度随焊接时间的增加而增加。同时,随到摩擦面距离的增加,材料的流动速度逐渐降低且材料沿轴向流动的速度分量增大。结合FGH96合金惯性摩擦焊轴向缩短量的数值模拟结果,解释了从提高材料流动速度的幅度上看增加轴向压力优于初始转速的原因。     

紫铜板搅拌摩擦焊接温度场有限元分析

FSW传热过程直接决定工件所经历的热循环,进而影响焊接接头的微观组织和力学性能。同时温度场的分析对于预测接头残余应力和变形,以及焊缝区硬度都具有重要意义。本文在工艺研究基础上,分析了FSW的产热过程;根据搅拌头形状与尺寸,建立了FSW三维传热有限元模型。使用Ansys有限元分析软件,结合有限几个测量点温度变化的实验数据,对6 mm厚度紫铜板FSW焊接过程的温度场进行了有限元分析和计算,获得了该焊接过程的温度场分布与变化规律。计算过程中考虑了工件下表面与支撑板接触热传导对温度场的影响,以及温度对紫铜材料热传导系数的影响,有限元计算结果与实验测量结果接近。     

搅拌摩擦焊焊接温度数值模型及其影响因素

通过对搅拌摩擦焊过程进入稳定状态后摩擦产热与散热机制的分析,建立了搅拌摩擦焊焊接温度的数值模型。由数值模型可知,影响焊接温度的各种因素包括被焊材料和搅拌工具材料的物理性质、两者之间的摩擦因数、搅拌工具的尺寸、焊接参数、被焊材料表面受到的轴向压力和侧面受到的进给压力等,有些因素之间还互相影响,关系复杂。其中,搅拌工具的旋转速度、搅拌工具与被焊材料之间的摩擦因数、被焊材料表面受到的轴向压力及侧面受到的进给压力是主要因素。以聚氯乙稀板材搅拌摩擦焊为例,验证了在适当的取值范围内焊接温度数学模型的理论计算值与实测值基本吻合。     

平板对接焊三维数值模拟分析

焊接是一个涉及多学科的复杂过程,随着计算机技术的发展焊接数值模拟受到越来越广泛的关注,且越来越多的应用于实际生产过程中,利用Marc对平板对接焊进行熔深方向的三维数值模拟,对比了打底焊和三层焊接的焊接温度场及横向变形,分析了模拟结果,得到与实际情况相符合的结论,验证数值模拟的准确性.     

液压支架顶梁部件焊接的变形分析

针对顶梁部件焊接过程中的变形,采用ANSYS有限元分析的方式对焊接过程中的温度场及变形进行仿真分析,结果显示,温度应力及残余应力的影响是产生变形的主要原因.针对顶梁的焊接变形,提出了相应的控制措施,以减小顶梁的焊接变形,提高液压支架的生产效率及性能,为煤矿的开采提供有效的理论支撑.     

6061铝合金焊接变形的数值分析

本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。汽车轻量化对于节省能源、保护环境、提高安全都有着重要的现实意义，而铝合金材料的应用则是解决该问题的有效途径之一。目前，国内在这一方面尚与先进国家存在较大差距，主要是由于铝合金结构在焊接工艺上存在较大问题。国内外相关文献主要集中在焊后组织及性能的模拟，本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析，为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。     

惯性摩擦焊机主轴系统性能分析

根据摩擦焊接过程原理对惯性摩擦焊机中主轴系统力能参数进行计算校核,在试验研究的基础上,对惯性摩擦焊机的主轴、飞轮和离合器等轴系转动件进行了动平衡试验与校正,并完善了惯性摩擦焊机,为今后摩擦焊机的推广应用提供了理论依据.     

焊接温度场与力学场模拟的研究进展

综述了国内外有关焊接温度场与力学场模拟的最新研究进展，主要内容包括焊接温度和力学场模拟的基础理论，关键模型及模拟方法，对焊接温度场，显微组织转变及焊接残余应力的耦合分析进行了讨论，介绍了几种典型的焊接模拟专用软件以及并行有限元分析技术。     

搅拌摩擦焊接过程数值仿真的完全热力耦合模型

提出了搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合模型,以模拟AL6061-T6铝合金焊接构件在焊接过程中的温度场和材料变形情况,试验结果证明了该模型的有效性。计算结果显示,在焊接过程中,材料的最高温度低于熔点。在工件底面搅拌头后方存在一个低塑性应变区域,这是由搅拌摩擦焊接材料的特有流动形式所决定的。在工件上表面塑性应变的分布与试验中观测到焊接构件表面的环状纹理相似。     

CG-1600惯性摩擦对焊机简介

摩擦焊接作为一种具有环保、节能、省材、高效的新型焊接技术,经过多年的研究与发展,在航空航天工业、汽车、工程机械业、石油天然气、化工业、核电设备和输变电业得到广泛的应用。文中简要介绍了CG-1600石油钻杆惯性摩擦对焊机的结构和工艺特点,并提出了完善和改进方案。     

钢框架结构安装及焊接过程中的变形控制

钢框架结构因其跨度大、高度高且变形成因复杂等特点,在安装完成后各类变形量的叠加且矫正非常困难,如何有效地对钢框架结构进行安装工艺分析,进而采取科学、合理的施工工艺,达到有效控制变形量的目的,是当前钢框架结构施工的关键。重点介绍了控制变形的方法和预防措施,希望能对此类工程的施工起到借鉴作用。     

Inconel718合金摩擦焊接头析出相溶解机制研究

对Inconel718高温合金惯性摩擦焊接接头焊缝的γ′、γ″及δ等相的溶解行为进行了研究，场发射扫描电镜和透射电镜观察发现，焊缝中的γ′和γ″在焊接热循环和摩擦剪应力作用下全部溶解，并呈现突变现象，即γ′和γ″量的减少呈陡降趋势；δ相部分溶解，且滞后于γ′、γ″相的溶解。     

超声波塑料焊接温度场的数值模拟

针对在超声波塑料焊接瞬时、高温、高压情况下温度难以全面准确测量的特点 ,采用数值模拟的方法对温度场进行模拟 ;用高分子材料的动态热力学分析方法来分析超声波塑料焊接的生热量 ;通过试验 ,用焊接层的厚度来验证数值模拟的结果 ,并分析了试验结果和模拟结果之间误差的原因     

T91钢高温过热器管屏拼缝焊接变形的工艺控制

在国产循环化床锅炉屏式过热器膜式壁管屏中使用了T91钢材料,由于其焊接性能差,在组合场管屏拼缝焊接过程中,出现了焊接变形。通过工程实践,采用电阻加热方式,焊前预热温度为320～360℃,分段退焊法焊接,管屏拼缝焊接采用槽钢固定管排的方法,高温过热器管屏拼缝焊后变形基本得到控制,提供了适用于类似T91钢膜式壁拼缝焊接的控制变形措施。     

高强钢焊接变形预防控制工艺

WELTEN-950PE高强钢在工程机械行业被广泛应用,然而当焊接件的焊缝较长时易产生内凹、外凸、旁弯等焊接变形。根据实际生产性能与安全设计要求,采用"预留反变形、焊缝加垫板、组对零间隙、取消打底焊"的工艺方案,以有效控制STC75臂架焊接变形,尤其是解决严重内凹与外凸问题。研究结果将有助于STC75臂架冷作工艺的改进,对臂架冷作质量提升具有一定的指导意义。     

基于FLUENT的7022铝合金搅拌摩擦焊接过程数值模拟与分析

铝合金搅拌摩擦焊接焊缝区域金属流是单相流。针对这种单相流搅拌摩擦焊接过程应用大型计算流体动力学(CFD)软件FLUENT进行了数值模拟与分析,得到其三维流场。根据流场得到的相关结果可以观察焊缝区塑性金属流动形态与轨迹,为探究与揭示搅拌摩擦焊接过程中焊缝区塑性金属流变机理提供参考。     

抽油杆摩擦焊机机械部分设计

针对摩擦焊设备的机构繁琐、庞大的缺点,文中选用合适的变频电机为动力源,代替了复杂的传动装置和制动离合装置,通过联轴器直接将动力传递到机床主轴上,同时选用合适的液压缸、联轴器和轴承座,并设计出合理的机床主轴和液性塑料夹具,使摩擦焊机的结构设计更加合理,布局更加紧凑。