基于HP VEE的超声波塑料焊接温度场检测系统

由于超声波塑料焊接具有升温速度快、局部生热、压力作用的特点使其温度场测量非常困难.文中采用基于HP VEE的温度场测量系统来测量超声波塑料焊接的温度场;并介绍了HP VEE的功能、该温度场测量系统的组成和采用该系统进行的超声波焊接PVC塑料的温度场检测试验.试验表明该系统能够高精度、快速、自动的检测超声波塑料焊接温度场.     

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     

超声波塑料焊接温度场有限元数值模拟

超声波塑料焊接的温度场是研究其焊接机理的重要方面。但是由于超声波塑料焊接具有时间短、局部焊接区域封闭等特点,使得对焊接温度场的研究很困难。采用有限元的方法,对超声波塑料焊接过程中的温度场进行了数值模拟,并建立了具有高响应频率、实时测量、数据存储功能的先进测量系统。模拟结果和实际测量结果相近,说明有限元模型合理。     

NiTi形状记忆合金超声波焊接温度场数值计算与分析

NiTi形状记忆合金因具有优异的超弹性、形状记忆效应而被广泛应用。超声波焊接作为一种固相连接技术,在NiTi合金薄片材料的连接方面具有一定的优势,由于超声波焊接方法具有瞬时性且焊接过程十分复杂,所以难以通过试验观察的手段来研究其连接机理。针对NiTi形状记忆合金超声波焊接过程中温度难以监测的问题,采用ANSYS有限元分析软件建立NiTi合金的超声波焊接二维有限元分析模型,探究了超声波振幅对焊接温度场分布的影响规律,搭建热电偶测温平台采集焊接试验过程的温度数据对模型进行验证,结合数值模拟结果,分析了NiTi合金超声波焊接的连接机理。结果表明,焊接温度场与振幅呈正相关,在固定焊接条件下,振幅每增加5 μm,焊接最高温度约提高45℃。经试验测定,模拟结果与试验数据吻合较好,最高温度仅相差4℃,误差不超过最高温度的3%。将试验结果与模拟结果相结合,NiTi合金的超声波过程中铝没有熔化,接头为固相连接。     

塑料微流控芯片的超声波焊接键合的仿真

阐述了适合于塑料微流控芯片键合的超声波焊接的原理,设计了适用于微流控芯片的超声波焊接的两种导能筋,利用有限元软件模拟超声波焊接的过程,利用单元的"生死"和热焓法控制相变,计算出导能筋中温度场的分布情况,及微沟道在焊接过程中的变形情况.理论上验证了利用超声波焊接进行芯片键合的可行性.     

一次爆炸焊接制备铝/镁/铝合金复合板的数值模拟

爆炸焊接过程具有瞬时、极速和复杂物理化学反应的特点,数值模拟是一种重要且有效指导和优化爆炸焊接试验的方法。提出一次爆炸焊接方法制备铝/镁/铝合金复合板,采用SEM和EDS表征复合板结合界面形貌及组织成分,研究发现铝/镁/铝合金复合板界面形成明显的波形界面,且结合界面处发生明显的扩散行为。通过数值模拟的方法分析爆炸焊接过程中复合板界面的应力应变场分布和温度场分布,结果表明复合板结合界面的连接机理是压力焊、熔化焊和扩散焊综合作用的结果。所得结果有利于指导一次爆炸焊接成型制备多层复合板及连接界面结合机理的研究。     

焊头压力对超声波焊接加工质量的影响

超声波焊接凭借其焊接速度快,加工效率高等优点而广泛运用于塑料及其复合材料的加工过程中。在实例化生产过程中,影响焊接加工质量的因素很多,包括材料本身的性质和焊接参数等。就焊头压力对超声波焊接加工质量的影响,设计了单一变量实验并进行了相关方面的研究,通过测试压力和测试扭力判断了焊接材料的焊接强度,并分析了焊接处飞边、变形和虚焊等产生的原因,最终给出了某种塑料的实例化生产过程的最佳焊头压力参数。     

汽车铝合金薄板激光焊接数值模拟

焊接过程中需要对焊接区域进行加热,使其达到或超过材料的熔点（熔化焊接）或热塑性温度（固相焊接）,随后在冷却过程中形成焊缝和焊接接头,这种加热和冷却过程称为焊接热过程。焊接热过程具有局部性、瞬时性和不稳定性等特征。焊接过程中要得到好的焊接工件就必须准确知道焊接的热过程,而这一过程的主要部分就是焊接温度场的分布问题。知道温度场的分布才能准确知道焊接热变形,     

超声波塑焊在医疗器械与药包材中的应用

从超声波塑料焊接的原理与特点入手,结合血液分离器械和大输液产品中运用的实例对超声波塑料焊接的焊面设计进行了分析,其属一种较为先进的医用焊接方式。     

塑料焊接机的工作原理

1超声波塑料焊接机的工作原理 超声波焊接原理是通过超声波发生器将50／60Hz电流转换成15、20、30或40kHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将塑料熔化。     

铝合金点焊前期温度场特征的研究

铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,其接触电阻同时具有分布上的随机性和变化上的高度非线性双重特征。在深入分析铝合金点焊电接触特点的基础上建立了一种新的接触电阻数学模型,并利用该模型对其点焊加热前期的温度场进行了数值模拟。结果表明,在通电的第一个1/4周波内,温度场分布极不均匀,电极的烧损与飞溅等缺陷主要发生在这一阶段;在第一个半波内,熔核已经基本形成;结果还表明,在铝合金的点焊中,电极的局部烧损与粘连是很难避免的。     

基于正面焊接多信息融合的GMAW熔透控制

对气体熔化极弧焊(Gas metal arc welding, GMAW)过程中采集的正面熔池图像和温度信息通过多传感器定量信息融合技术,实现熔池图像的有效性判别。将熔滴热焓对温度场的影响考虑在内,对半椭球热源温度场进行修正,得到新型的三维温度场解析模型。借助信息融合后有效的熔池图像可获得无数个熔点温度的位置信息,通过阻尼最小二乘法求解新型温度场模型超定方程、辨识模型中椭球热源系数及熔滴热焓4个时变参数,从而得到实时修正的三维温度场动态解析模型。借助该模型通过PID控制实现了利用正面传感信息对GMAW焊接过程中背面熔宽的闭环控制,取得了满意效果。     

瞬时液相扩散焊焊接温度场有限元模拟

在瞬时液相扩散焊焊接过程中,加热温度对焊接效果有决定性的影响。通过对增强热塑料管接头进行合理假设,在ANSYS系统中建立了三维有限元分析模型,利用ANSYS提供的热电耦合分析和瞬态温度场分析程序,对管接头焊接加热时间和瞬态温度场进行了有限元模拟,其分析结果可以为热应力分析、焊接强度分析、优化设计和实验提供一定的理论依据。     

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。     

基于单元生死焊接温度场应力场模拟研究

在用有限元进行焊接温度场的数值计算中，通过“控制单元的生死”来模拟焊缝的形成和焊接热量的输入，利用计算结果对焊接结构的温度场及残余应力进行分析，模拟结果与实测结果吻合较好，表明本计算方法能够准确计算焊接温度场，是一种实用的工程计算方法，对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用。     

挖掘机动臂板焊接温度场模拟及影响因素分析

利用有限元方法对挖掘机动臂平板对接焊温度场进行了分析,采用Goldak椭球热源模型,应用DFLUX子程序定义热源模型的位置、大小、热输入以及焊接速度等参数来模拟瞬态温度场的分布及其变化,在此基础上通过改变焊接热输入、热源模型参数和焊接速度来分析其对温度场分布的影响规律.研究结果表明,由于焊接热源具有集中移动的特点,焊接热源模型参数以及焊接速度对焊缝区和热影响区的温度分布影响比较明显,热输入的变化与最高温度的变化大致呈线性关系.运用有限元法,选取Goldak椭球热源模型通过DFLUX子程序可有效进行挖掘机动臂平板焊接的数值模拟.     

A study of the temperature field during ultrasonic-assisted friction-stir welding

Ultrasonic-assisted friction-stir welding is a new solid-state metal welding technology, based on friction-stir welding, in which weld performance is improved through application of ultrasound during welding. In this study, a model for the temperature field in 1.8 mm 2024 aluminum alloy is built based on computational fluid dynamics and elastic-plastic mechanics theory. Result show the impact of the ultrasound’s vibrations on the temperature field is less obvious at lower welding speeds. However, at higher welding speeds, it can provide the additional heat to keep sufficient welding temperature. The numerical results are compared with optical micrographs in order to validate the numerical models. Good agreement is obtained.