基于数值仿真的动车组横梁管焊接顺序优化

横梁管是机车转向架构架的重要组成构件之一,起到连接两边侧梁与横向止挡的作用,是主要承载及牵引部件,随着动车组运行速度的不断提升,对转向架构架横梁管在复杂载荷作用下的承载能力的要求不断提高。本文以某型号的高速动车组转向架构架横梁管为研究对象,采用数值仿真的方法,研究不同焊接顺序对其焊接残余应力和变形的分布规律,并以此进行焊接顺序的优化。结果表明:对于横梁管自由端焊接变形,方案1和方案2的变形量明显大于方案3的,方案3的整体焊接变形最小、端面平整度最好;对于横梁管焊接残余应力,3种方案在焊缝表面、焊趾处、熔合区处的Mises应力相差不大,变化趋势也基本相同;方案3,即正-逆交替焊接的方法在不增大应力的情况下可以有效地控制焊接变形。本文结论能够有效地控制机车转向架构架横梁管的焊接残余应力与变形、改善接头焊接质量,为实际生产提供数据参考。     

构架横梁与侧梁管-板T型接头MAG组合焊工艺

转向架构架主要由侧梁和横梁组成,横梁与侧梁连接形式为T型接头组合焊缝形式。针对该接头形式提出MAG手工与MAG自动化焊接相结合的方式,与以往工艺相比在保证焊缝质量的前提下提高了转向架构架的生产效率,减少了返修次数及打磨量。根据工艺评定的结果确定了合理的工艺参数,该组合焊接工艺可获得满足标准和设计要求的焊缝。     

构架管板搭接接头数值模拟与校核

管板搭接接头是B型地铁构架的横梁上吊座与横梁管的重要焊缝之一,为多层多道焊。焊接收缩量大,且容易造成应力集中。吊座与横梁管的焊接质量直接影响构架的整体性能,因此,有必要对管板搭接接头应力分布展开研究。本文利用Sysweld焊接软件,采用热源曲线作为加热热源,通过试验温度循环曲线与模拟温度循环曲线匹配原则,进行管板搭接接头数值分析模型的建立和热源校核。通过建立的数值分析模型得到接头的应力分布,对关键点采用X射线衍射仪展开测试,并与模拟点应力分布进行对比,证明建立的管板搭接接头的数值分析模型能够准确反映应力分布趋势。     

209T型转向架构架疲劳强度数值模拟

针对209T型转向架构架在运行过程中横梁与侧梁连接焊缝出现裂纹的现象,根据列车运行实际情况及铁路行业相关标准,利用有限元软件ANSYS对209T型转向架构架整体的疲劳强度进行了数值模拟。结果表明:在横梁腹板与侧梁下盖板的垂向连接焊缝内、外侧,应力幅值略超出或接近该型转向架构架焊缝的疲劳许用应力,是该型构架的疲劳薄弱部位。本文的模拟结果为今后该结构的改进奠定理论基础。     

板管T型接头自动化焊接工艺开发

针对转向架横梁组成生产过程中横梁管与纵向梁焊缝因根部熔深不够导致返修的问题,区别于以往依靠大电流来增加熔深的方法,提出利用自动焊接机器人的优势,通过采用手工焊接不易操作的拉弧焊接、特殊命令调整电弧形状、不同焊缝层道采用不同船型角度等手法进行板管T型接头的焊接,从而达到增加焊接熔深而不额外增加电流的目标,进而减小焊接应力与焊接变形,为同类焊缝自动化焊接提供参考。     

连续油管管-管对接焊概述

在介绍连续油管(CT)材料发展的基础上,分析了CT现场管-管对接焊的技术需求和关键技术,讨论了CT管-管对接接头的性能要求,介绍了CT对接焊的国内外发展现状,提出了CT管-管对接焊技术的研究方向.     

硝酸吸收塔冷却排管的管板对接焊接头形式改进研究

硝酸吸收塔冷却排管的管板焊接常采用无坡口的角对接接头,这种接头容易产生熔合区偏向,焊缝质量不稳定。采用带槽的对接接头代替无坡口的角对接接头可改善管板的焊缝质量。对这种接头形式的内孔焊焊缝质量进行了可靠性验证。试验证明,带槽的对接接头可用于提高硝酸吸收塔冷却排管的管板焊接质量。     

250HS高速转向架构架的焊接

研制高速铁路客车是国家“八五”科技攻关项目,250HS高速转向架构架是高速客车最关键的部件之一,该结构的最高运行速度为250km/h.我厂研制的一台250HS高速转向架构架,经静强度和疲劳强度试验,满足了设计要求,疲劳寿命达2.0×10~6次以上,验证了采用的焊接工艺是可行的.现将该构架的有关焊接工艺等情况作简单介绍.1 构架结构250HS高速转向架构架的结构示意图见图1.该构架是由侧梁、横梁、纵向梁、磁轨制动座、盘制动座及其它各吊座等零部件焊接而     

电站锅炉小径管对接接头超声检测灵敏度补偿量的确定

针对火力发电厂锅炉受热面小径管对接接头超声检测的特点,阐述了小径管对接接头超声检测灵敏度补偿的原因及灵敏度补偿量测定方法。为了保证小径管对接接头超声检测的准确性、可靠性,检测前建议对灵敏度补偿量进行实际测定。     

副车架管梁正向设计和逆向重构方法研究

为解决管梁成形尺寸精度问题,针对某副车架应用的成形管梁,提出一种正向设计和逆向重构的设计方法。应用成形管梁正向结构设计技术,完成前横梁初始结构设计;利用成形数值仿真技术评估了前横梁的尺寸精度,其贴模率为88.8%,最大尺寸偏差为3.20 mm;基于前横梁成形仿真结果模型,对前横梁及与其焊接搭接支架进行逆向重构;依据逆向重构数据完成了前横梁及副车架总成的样件试制,经实物检测前横梁最大尺寸偏差从初始结构的3.20 mm已降低至了逆向重构后的1.02 mm;应用成形管梁的副车架总成最终通过了台架试验150%耐久性考核。综上所述,通过正向设计和逆向重构的设计方法可有效提升管梁成形的尺寸精度,为主机厂开发成形管梁提供了一定的技术参考。     

S355管板相切T形接头残余应力数值模拟与试验验证

管板T形接头是轨道车辆转向架构架中应用较多的接头形式之一,各类吊座等均通过该接头形式与横梁进行连接,其焊接质量直接影响着转向架的稳定性和承载能力。文中以S355低合金钢作为试验材料,利用SYSWELD有限元软件,并结合多层焊的热力耦合特征,对管板相切T形接头焊后残余应力进行了耦合计算;采用X射线衍射法对管板相切多层焊T形接头的焊后残余应力进行了测试。对比分析模拟和试验结果表明:二者结果吻合良好,为实现工艺优化设计提供了基础。对于横向残余应力,最大残余应力出现在焊趾附近,且在垂直于焊缝方向的横向应力呈现出焊缝中心受拉应力和远离焊缝的管表面一侧承受压应力;对于纵向残余应力,最大残余应力也出现在焊趾附近,并在焊缝的中心位置处出现最大值,然后沿着垂直于焊缝方向逐渐减小。     

不等径截面管梁冲压成形分析

针对不等径截面管梁无法实现卷圆,利用冲压的方法实现不等径截面管梁成形。首先根据封闭管梁截面特征并结合CAE分析结果,得到了封闭管梁成形所需的最少工序数;然后根据零件结构特征并结合冲压工艺特点,对每一工序冲模结构进行归纳总结;最后以扭力横梁为例,采用试制方式对管梁冲压成形进行验证。结果表明:对于封闭管梁,在试制阶段冲压所需的最少模具为3副,零件最大的减薄位置在截面周长变化最大处,约为12%。     

转向架构架横侧梁钢管贯穿结构优化

文中针对某出口内燃动车组转向架构架,基于有限元仿真计算,对横侧梁联结位置2种结构的焊缝进行疲劳强度分析。有限元计算和试验表明,采用构架横侧梁联结处加强垫板的方案可有效加强构架的抗疲劳性能。     

悉尼双客转向架制动吊座对接全熔透焊缝工艺性分析

针对悉尼双客项目转向架制动吊座铸钢G20Mn5与侧梁S355J2W耐候钢两种材质的X型对接全熔透焊缝工艺进行工艺性分析,对焊缝接头进行拉伸、弯曲、冲击和硬度机械性能检测和宏观金相结果分析.通过合理制定焊接工艺,对比分析对称焊接与非对称焊接的焊接工艺性在生产构架上的试验结果,总结出一套满足质量要求、辅助时间短且可操作性强...     

催化反应釜换热管与管板接头焊接工艺研究

通过对反应釜设备中换热管与管板焊接结构分析,确定了管板接头形式,试验采用手工钨极氩弧焊和自动旋转氩弧焊2种焊接方法对拟定的试件平齐结构和内缩结构进行试验,经过无损检测、取样、金相宏观检查及角焊缝厚度的测量验证了2种焊接方法焊接试件形式的合理性。经过结果对比分析,确定采用自动旋转氩弧焊焊接该设备管板接头。产品的焊接实践证明采用钨极自动旋转氩弧焊焊接方法焊接管板接头质量是可靠的。该设备自2018年7月投运至今,运行良好。     

SW-220K与CW-200K构架环焊缝焊接工艺优化对比分析

在SW-220K转向架构架试制生产阶段,横梁组成与侧梁组成的环焊缝沿用原CW-200K构架环焊缝焊接工艺,在生产过程中发现构架环焊缝超声波探伤合格率较低,焊缝打底焊时容易出现气孔缺陷,造成SW-220K构架批量返工返修,严重制约生产进度,影响生产效率.经过认真分析产生问题的原因,有针对性地制订工艺优化方案,通过采取减少...     

异形管件对接接头超声波探伤方法研究

以火电厂主汽管系统对接接头为研究对象,重点研究了在异形管件侧探伤时,斜探头Ｋ值的选择和缺陷的定位问题,提出的方法可实现用普通斜探头对接接头进行单面双侧超声波探伤。     

连续管对接焊用冷却装置研制

针对连续管管-管对接焊中,由于焊接热过程对焊缝区域的热作用,所导致焊缝组织晶粒长大而使焊接接头性能下降的问题,研制了连续管对接焊用冷却装置。该装置由冷却块、水泵、流量调节装置、温度测控装置、以及连接管线和供回水装置等组成,实现了连续管焊接接头的加速冷却。结果表明:该装置减小了焊接热影响区的宽度,降低了高温停留时间,减缓了晶粒长大倾向,焊接接头性能改善明显。     

不等厚板低匹配对接接头弯曲承载能力设计

为了提高不等厚板低匹配对接接头弯曲承载能力,基于等承载定义、判据和实现条件,通过理论研究结合有限元分析,在弹性极限状态下对不等厚板低匹配对接接头进行了几何形状设计。理论分析表明,靠近薄板材侧的余高形状可以按照等厚板低匹配对接接头弯曲等承载设计方法进行设计,而靠近厚板材侧的余高形状以圆弧过渡形式进行设计。为了工程上应用的方便,将不等厚板低匹配对接接头设计成新的三圆相切形状。设计的不等厚板低匹配对接接头与相关标准推荐的不等厚板圆弧过渡的等匹配对接接头进行了有限元验证比较。结果表明,按照理论设计的不等厚板低匹配对接接头的弯曲承载能力与不等厚板三圆相切低匹配对接接头相当,均优于不等厚板凹形圆弧过渡等匹配对接接头,但是均略低于不等厚板凸形圆弧过渡等匹配对接接头。不等厚板低匹配对接接头弯曲承载能力设计为完善焊接结构等承载理论与工程应用提供重要的理论支撑。     

基于数值模拟的转向架侧梁焊接顺序优化设计

针对复杂构件焊接变形难以预测的问题,以转向架侧梁结构为例,选取7种重要焊接接头,基于SYSWELD软件进行焊接接头温度场、应力场计算。运用"局部-整体"有限元法提取焊接接头局部模型,导入侧梁整体壳网格模型中,在现有生产工艺条件下设置不同的焊接顺序计算侧梁整体焊接变形。通过计算不同焊接顺序下的侧梁的变形趋势、局部焊接残余应力分布,选取变形小、应力小的最优焊接顺序。该焊接顺序优选方法充分保证了计算准确性,有效降低了仿真计算规模,提高了计算效率,对复杂焊接结构的焊接变形分析、预测和控制提供了理论依据。