CMT焊接技术在钛合金方面的应用研究

CMT(Cold Metal Transfer)冷弧焊是一种新型的熔化极气体保护电弧焊方法。该方法通过采用数字化电源和过程的精密控制技术,使得在焊接过程中可大幅度降低焊接热输入量,从而减小焊接残余应力和焊接变形。本文通过对不同厚度钛合金的CMT焊接研究,在坡口制备、焊接参数等方面确定了技术要求,成功应用于不同规格厚度的钛合金的规模化生产。     

焊接过程对焊接残余应力及残余变形的影响

采用热弹塑性有限元法，对直通焊和多人同时分段焊两种焊接过程的平板对接焊时焊接应力变形和圆柱壳板环缝的焊接变形进行比较，认为多人同时分段焊直通焊无论在降低焊接残余应力还是焊接残余变形都具有非常显著的效果。     

焊缝匹配影响焊接残余应力的研究

采用有限元法对相同温度场的焊缝与母材强度和线膨胀系数匹配影响焊接残余和的规律进行了数值模拟,计算结果表明：等强度等匹配的焊缝区纵向残余应力水平高达母材的屈服强度,     

机械应力消除法对焊接残余应力的影响

焊后残留在结构中的焊接应力是影响整个结构寿命的关键,因此,控制和消除焊接应力成了焊接领域的热点议题。本文介绍了机械应力消除法对焊接残余应力的影响,通过两者之间的联系,总结提出有效控制残余应力的指导方法,以详实机械原理消除法与焊接残余应力的联动影响,进一步为焊接领域提供新的总结性方法论     

焊接顺序对T型接头残余应力及变形的影响

本文利用sireufact welding专用焊接软件,模拟了5种不同焊接顺序对T型焊缝残余应力及变形的影响,并得到了最优的焊接顺序。结果表明：残余应力和变形具有相反的变化趋势,先焊两端后焊中间分段焊法既可有效控制霹堕接头的残余应力,又可控制其变形量。     

超声冲击处理对铝合金焊接应力的影响

为了探究超声冲击处理(UIT)对铝合金材料焊接应力的影响,采用有限元分析软件AQAQUS建立了7A52铝合金双丝熔化极隋性气体保护焊(MIG)焊接模型和超声冲击处理耦合模型,得到了冲击后的应力场,分析了冲击前后残余应力分布特点;通过改变冲击针移动速度、冲击位置以及冲击针直径,分析其对焊接应力的影响规律,旨在探讨超声冲击处理对铝合金焊接应力改善的影响规律。计算结果表明,超声冲击处理能够显著改善焊缝和热影响区的焊接残余应力,且超声冲击处理对焊趾处的冲击比对焊缝处冲击产生的压应力数值大、范围宽;随着冲击移动速度的增加,焊接接头处压应力值逐渐减小,且移动速度增加到一定程度将会出现欠处理状态,达不到产生压应力的效果;冲击针直径对焊后残余应力影响较大,随着冲击针直径的增大,其接头处压应力值会增加,且产生的纵向残余压应力区间会增大;经过超声冲击处理后的试验和数值计算表明,材料模型中是否考虑应变率对应力结果影响很大,应该根据实际材料的应变率硬化程度建立准确的材料模型。     

消减与均化焊接残余应力的振动时效方法简介

本文着重介绍了振动时效原理和参数表达方式、振动时效的工艺参数选择原则与振动时效的效果之判断方法。并用具体实例说明振动时效的实施步骤及与热时效的效果的比较。     

焊接后热处理技术及焊接残余应力的影响

焊接作为一个不均匀性的加热过程,在焊接结构的局部发生塑性变形问题,经过冷却之后,工件内部就会残留部分应力。如果发生焊接残余应力,不仅对工件的机械强度造成影响,也可能引发工件的开裂、变形,降低尺寸的精确度。本文结合焊接后热处理技术要点,对焊接残余应力的影响因素、危害以及消除策略等进行分析与探讨。     

校直对厢形梁焊接残余应力的影响

介绍不同焊接工艺对厢桥梁焊接余应力的影响及校直前后的其残余应力的变化。     

残余应力对轴承套圈磨削变形的影响

针对薄壁类轴承套圈的磨削变形问题,从内应力的角度进行了分析和讨论,提出了以调整热处理工艺为主,调整磨削工艺为辅的方法,解决了薄壁类轴承套圈的磨削变形问题。     

汽车车架焊接应力与变形的控制方法

2013年底我国汽车保有量约为1.37亿辆,汽车在装配制造或者钣金维修时都会用到焊接,特别是近年来,车身广泛采用承载式车身,车身薄焊接后变形严重,如何采取措施减小车架在焊接工序中发生的应力与应变,从而提高焊接工序的精度,有着十分重要的现实意义。本文主要阐述车架焊接变形的影响因素、控制措施和方法。     

铝合金加筋壁板搅拌摩擦焊接残余应力及变形分析

目的对民机用铝合金加筋壁板搅拌摩擦焊接残余应力及变形进行研究。方法采用热-力耦合数值模拟方法,分析民机用铝合金加筋壁板搅拌摩擦焊接过程,分别模拟了采用3种焊接顺序进行蒙皮-长桁焊接时,壁板温度场分布规律及焊后残余应力及变形情况。结果铝合金壁板搅拌摩擦焊接后,沿焊缝方向残余应力为拉应力,由此导致长桁及与其连接的蒙皮产生向上的挠曲变形,垂直焊缝方向,焊缝两侧的壁板向上翘曲。结论对于3种焊接顺序,采用"先两侧、后中心"由外向里的焊接顺序,得到的壁板残余变形最小。     

激振频率对焊接残余应力的影响

系统研究了不同激振频率对焊接残余应力降低程度的影响．以等厚矩形低碳钢板焊接件为典型试件,利用试验模态分析技术测定试件的固有频率和振型,分别采用不同频率激励试件振动,并用盲孔应力释放法测定振动前后试件焊接残余应力,结果表明：激振频率不同,焊接残余应力的降低程度不同;以试件的固有频率振动时降低应力幅度比非固有频率大,低阶固有频率的振动降低应力幅度比高阶固有频率大;试件残余应力降低幅度随激振频率变化的趋势与试件幅频特性曲线的变化趋势表现出一定的相似性．同时,试件的振型对焊接残余应力的降低幅度也有较大影响．     

预拉伸条件下铝合金筒体焊接残余应力和变形的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,分别对施加及不施加拉伸应力的铝合金筒体环焊缝对接焊接过程中的应力场及变形进行了模拟分析。计算结果表明:预拉伸焊接可以有效减小铝合金薄板的焊后残余应力和变形。当预拉伸应力为材料屈服强度的90%时,焊缝残余应力较无预拉伸的降低近52%,同时,铝合金筒体焊接残余变形也大幅减小。     

残余应力对复合材料弹2塑性变形的影响

从细观力学的角度给出了分析残余应力对一般复合材料塑性性能影响的一种解析方法, 该方法基于应力二阶矩的割线模量法及Ponte Castaneda 和W illis 给出的弹性细观模型。有残余应力时, 所提的细观解析模型能够同时考虑纤维形状, 体积百分比, 纤维取向及纤维的分布对复合材料变形的影响。计算结果表明, 残余应力的存在会引起复合材料拉压变形的不对称, 材料宏观的拉压硬化曲线又与复合材料的细观结构参数密切相关。对单向复合材料, 本文作者对其等效割线热膨胀系数, 拉压应力-应变曲线的有限元分析结果与给出的细观解析模型定量吻合。      

TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析

基于ANSYS有限元分析软件,采用三维移动热源,对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形进行了数值模拟和实验研究.结果表明:钛合金激光焊接产生很大的纵向残余应力,而横向残余应力较小.激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低;而横向残余应力随线能量的增加而升高.在临界焊透规范以上焊接时,随焊接线能量的增大,角变形随之而减小,而横向收缩变形增大.焊件被完全穿透时,线能量对角变形的影响作用降低.钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算结果吻合性较好.通过焊缝金相实验分析了焊接残余应力和变形与线能量的内在关系.     

钢结构焊接焊接应力、变形分析与控制

本文研究对象为焊接应力、焊接变形及控制,主要阐述存钢结构焊接施工过程中焊接应力和焊接变形产生原因及危害性,焊接变形种类,焊接应力与焊接变形控制措施,焊接应力消除与焊接变形的矫正方法。     

初始应力对三维光学轮廓法测试焊接接头残余应力的影响

目的研究不同初始应力状态下,三维光学轮廓法测试焊接接头残余应力的变化规律。方法采用MIG焊分别对供货态与去应力退火态试板进行多层多道焊,焊后试板经慢走丝切割,经三维光学测量技术扫描切割面轮廓,将所得轮廓数据经所建立的数据处理平台处理,将其结果作为有限元计算的边界条件,经应力反算得到残余应力分布。最后再进行有限元模拟,计算焊接接头残余应力。结果含初始应力、去应力退火和数值模拟的焊缝中心均为拉应力区,最大拉应力分别为480, 450, 523 MPa,且都位于焊缝根部区域。三者试板两侧为压应力区域,最大压应力分别为380, 280, 157 MPa,三者数值相差较大。结论将含有初始残余应力试板、退火处理试板与数值模拟结果的残余应力分布进行对比,可以发现三者在焊缝中心处的残余应力分布较为一致,但沿着焊缝向两侧的区域内,应力差别逐渐变大。主要原因为焊接热循环温度高于金属再结晶温度时可以消除部分残余应力,而温度循环较低时对应力消除不明显,导致实验结果相差较大。     

Ti2AlNb合金电子束焊接头残余应力及变形的数值模拟

目的 研究平板对接电子束焊接过程中Ti2AlNb合金接头的残余应力及变形规律。方法 采用高斯圆柱体和高斯面组合热源模型模拟了6.6 mm厚的Ti2AlNb合金平板对接电子束焊过程,对比研究了高焊速高束流和低焊速低束流2种工艺参数下焊接接头的残余应力和变形分布规律,并用小孔法测量了焊缝中心及距焊缝中心10 mm位置的残余应力值。结果 在高焊速高束流参数下,获得了熔池体积小、熔池宽度窄(为3.62 mm)、深宽比高的焊缝;在该参数下焊缝横截面上的高应力集中区(应力在900 MPa以上)尺寸较小,其宽度仅为低焊速低束流参数下的89%;同时,在高焊速高束流参数下,焊缝法向变形最大值为0.79 mm,低于低焊速低束流参数下的0.82 mm;模拟计算所得残余应力与实测值的误差在5.64%以内。结论 高束流高焊速工艺具有热输入小、热量集中、加工效率高的特点,有助于获得高应力集中区域小、深宽比高、变形小的焊缝,比低束流低焊速工艺更具优势。