焊缝区焊接热循环测试程序系统的设计

自行设计了焊缝区焊接热循环测试的程序系统.该程序系统由焊接数据库模块、焊接热循环基础数据采集模块、焊接热循环参数计算模块三大模块组成,集信号自动采集、存储及运算处理等功能于一体,并可以以适当的形式显示或记录测试结果.试验过程中保持同一加热速度不变,实测得到的10CrMo910钢焊缝区焊接热循环的峰值温度和由测试程序得到的峰值温度相差不大,且均较已报道的10CrMo910钢焊接热影响区热循环的峰值温度有较大提高.同时,由测试程序可以更加快捷地获得试验结果.自行设计的程序可以满足实验室进行材料焊接性评定研究的需要.     

手工自蔓延焊接接头组织与性能分析

分析了手工自蔓延焊接接头的微观组织，测试了焊缝的力学性能，研究了焊缝合金与母材过渡区的元素分布及存在方式。结果表明，手工自蔓延焊接实现了冶金结合，焊缝合金为以Cu基固溶体为基体，Fe基固溶体按一定方向交错分布在其上的组织，过渡区元素成梯度分布，焊缝力学性能良好。     

激光焊接热循环的试验分析

在标定测试的基础上,利用最小二乘法拟合得到了热电偶的热电特性方程.通过设计焊接绝缘夹具及补偿温度测量值的动态误差,试验得到焊缝热影响区的实际热循环曲线.将高温等离子体简化为点热源,薄板焊接时的热源简化为线热源,采用叠加原理建立激光焊接高强度钢板的热循环数学模型后,对模型进行解析计算,获得了热影响区的理论热循环曲线.通过实测热循环曲线与理论曲线的对比、实际焊缝宽度与理论焊缝宽度的验证后认为,点线热源模型能反映激光焊接高强度钢板的热循环过程,为激光焊接的深入研究奠定了基础.     

API X65管道深水铺设GMAW横向焊接温度场

为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温度场分布SYSWELD软件模拟结果与实际焊接过程相符合. 建立了焊接温度场测试系统,通过背孔法埋设的热电偶测量了API X65管线钢平板焊接的热循环曲线. 测试曲线与SYSWELD仿真曲线具有相同的温度升降趋势,上板节点温度也均明显低于下板节点温度. 采用焊缝截面平均热循环曲线作为热源进行了多道焊模拟,并进行了试验. 结果表明,多道焊焊接变形是由焊接工艺参数与残余应力释放共同确定的.     

热输入对1OCrMo91O钢焊缝金属根焊层热循环的影响

利用焊接热循环测试系统,分别在不同热输入条件下,实时采集了10CrMo910耐热钢焊缝金属根焊层的温度参数.通过对不同热输入下焊接热循环曹线和参数的对比,并结合金相组织观察、硬度测试,研究了焊接热输入对10CrMo910耐热钢焊缝金属根焊层焊接热循环的影响.结果表明,热输入对10CrMo910耐热钢焊接热循环影响较大,...     

焊接工艺参数对温度场的影响研究

着重针对焊接电流、焊接速度、焊缝间隙以及焊枪偏离焊缝中心的偏心值4个焊接工艺参数进行了TIG焊接试验研究。采用正交设计方案并利用红外测温仪测量和记录焊件正面上设定点的热循环曲线，将之与三雏焊接温度场的有限元数值解进行比较，两者基本吻合，表明了数值计算模型的有效性。以某点热循环中的峰值温度作为温度场代表，结合正交试验理论，分析上述4个工艺参数对于温度场的影响次序，表明偏心值对焊接温度场的影响最大。     

焊接数值模拟材料新模型的建立及应用

在焊接数值模拟中建立了材料性能依赖于温度及温度过程并考虑加工硬化效应的材料新模型,从而可以更加真实地研究焊接过程中应力应变的变化,并更准确地预测焊后残余应力和应变的分布.热力模拟试验结果表明,从热循环峰值温度至室温的冷却过程中,铝合金5A06材料性能变化遵循一系列不同于加热过程的曲线.考虑加工硬化效应后,焊接热循环过程中不同的屈服应力变化过程,导致了不同的纵向残余应力演变历程.考虑焊接热循环历史对材料性能影响,经历了较高温度焊接热循环以后,焊缝区金属的性能有所降低,焊缝区金属的纵向压缩塑性应变在冷却过程中的恢复程度大于常规模型,最终导致焊缝附近残余拉应力水平低于常规模型.     

7050铝合金FSW焊接热循环及其对热影响区性能的影响

对不同焊接速度下7050铝合会搅拌摩擦焊焊接热循环进行了测量,并通过硬度测试、光学显微分析和TEM分析研究了焊接热循环对热影响区组织和性能的影响.结果表明,焊缝同一垂线上的各点温度在焊具移动到该垂线时同时达到峰值,后退侧温度高于前进侧约20℃.焊接速度越低,峰值温度越高,高温停留时间越长.旋转速度600r/min,焊接速度100mm/min时,焊缝中心峰值温度可达458℃.焊接热循环通过改变强化相的尺寸和分布来影响热影响区性能.     

汽车驱动桥壳焊接温度场的三维数值模拟

针对汽车驱动桥壳SMAW焊接,考虑到材料的热物理性能参数、相变潜热与温度的关系,建立了焊接过程的三维有限元模型。选用合适的焊接工艺参数进行数值分析,得到桥壳在不同时刻下的温度分布,并对沿焊缝和垂直焊缝方向上节点的热循环曲线进行对比分析;以焊接电流和焊接速度为变量,研究不同的工艺参数对焊接温度场的影响;对冲压后桥壳进行焊接试验,将试验结果与模拟结果进行比较,两者基本吻合,验证了有限元模型的可靠性。     

焊接工艺——熔焊

Ti-Si对SiCq／Al基复合材料等离子弧原位焊接性能的影响;等离子熔射过程中射流与粒子流的加热效应;铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理;手工自蔓延焊接技术;GMAW-P脉冲焊接参数对焊缝成形影响的分析;     

TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能

文中阐述了线性摩擦焊的原理、特点,并针对TC4钛合金线性摩擦焊接头组织和力学性能进行了研究.对比分析TC4钛合金线性摩擦焊接头焊态和焊后热处理态的接头组织和力学性能.结果表明,焊接接头共分为母材、热力影响区和焊缝区三部分;TC4钛合金的接头(包括焊态和焊后热处理态)抗拉强度和屈服强度均达到母材的90%以上;焊缝中心的硬度值最高,焊后热处理能使接头的硬度分布更加均匀.     

Ti-23Al-17Nb激光焊接接头的组织性能研究

通过室温和高温拉伸性能测试研究焊后热处理和同步预热对Ti-23Al-17Nb(原子分数,下同)合金CO_2激光焊接接头性能的影响.结果表明,接头室温和高温拉伸性能低,焊后真空热处理提高接头室温和高温拉伸性能,仍低于母材;同步预热接头室温强度和塑性与母材相当,高温强度与焊后热处理效果相当.组织分析显示,焊缝存在两个腐蚀衬度区,组织为B2相,热影响区晶粒由熔合线到母材逐渐细化,焊后热处理和同步预热改变β相基体上α2相的析出.     

Q345/316L异种钢焊接残余应力与变形数值模拟

文中基于SYSWELD有限元分析软件对Q345/316L异种钢焊接过程的瞬态温度分布、残余应力及变形进行了数值模拟,并通过试验对其模拟结果进行了验证. 试验测量结果与数值模拟结果吻合良好,证明了利用SYSWELD模拟异种钢焊接的可靠性. 结果表明,异种钢焊接温度场呈不对称分布,Q345侧的高温区域范围更大. 不论是横向残余应力还是纵向残余应力,沿焊缝方向均呈帽状分布且在焊缝中部位置存在最大残余应力;在垂直于焊缝中央截面上,纵向残余应力与横向残余应力在焊缝和焊缝附近区域分布是不连续的,存在较大的应力梯度且应力状态也较复杂,而最大残余应力出现在Q345侧的熔合线处. 不同的热输入下模拟结果表明,在保证焊接接头质量的前提下,最好采用小热输入的焊接工艺.     

不锈钢冷金属过渡焊角接接头应力及变形规律研究

在高速列车轻量化课题中,不锈钢薄板作为车体结构的关键部分越来越受重视。针对异种厚度的SUS301L不锈钢薄板,采用冷金属过渡技术进行角接试验,通过热电偶采集焊接时距焊缝不同位置的温度变化。用3D激光扫描仪测量焊接变形,由于采用焊缝悬空的约束方法,底板焊后发生了较大的呈波浪状的变形,最大变形量达到6.545 mm。用μ-X360分析仪检测接头残余应力,应力呈"M"型分布。     

TA2薄壁钛管双TIG焊温度场和残余应力分布对接头组织性能的影响

针对纯钛TA2薄壁管的钨极氩弧焊(TIG)高速焊接时出现的咬边、驼峰等成形缺陷,以及焊接效率低等问题,提出采用双TIG焊接工艺,可有效提高焊接速度,改善焊缝成形的解决措施.同时采用ABAQUS对两种焊接方法建立焊接热弹塑性有限元模型,对比分析焊接温度场和焊后残余应力分布,并进一步对焊接TA2薄壁钛管进行显微组织分析及力...     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

两种TIG焊工艺对LD10接头力学性能的影响

对5.5 mm厚度的LD10(2A14-T6)铝合金进行了两种工艺的TIG焊接,采用热电偶测定了接头的热循环曲线,分析了不同工艺对接头力学性能的影响.结果表明,两面三层焊热影响区中同一点先后经历三次热循环,导致过时效区硬度大幅下降,拉伸时断裂于此;焊缝区各层所经历的热过程不同,导致其硬度起伏较大.与两面三层焊相比,单面两层焊有更高的抗拉强度,为358.3 MPa,热影响区范围窄,且过时效区硬度比三层焊时高,但焊缝中气孔和晶界网状分布的第二相的存在使焊缝和接头的塑性相对降低.     

激光+GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟Ⅱ.组合式体积热源的作用模型

根据激光 脉冲GMAW电弧复合热源焊焊缝横断面的形状特点,从宏观的传热过程出发,提出了4类新颖的、适用的组合式体积热源的作用模式.将电弧热、熔滴热焓和激光热能分别描述为双椭圆分布,双椭球体分布和峰值热流递增-曲面旋转体分布.将适用的组合式体积热源作用模式应用于复合焊的温度场数值分析,计算出了不同工艺条件下的复合焊焊缝形状尺寸,与实测结果进行了对比,两者吻合情况良好.所建立的4类组合式体积热源充分考虑了复合焊的工艺特点,对焊缝形状尺寸的数值模拟精度较高,能定量体现温度场的变化规律.     

锰对脉冲燃烧型焊条立焊接头组织性能的影响

用脉冲燃烧型焊条对Q235钢进行了手工自蔓延立焊焊接,研究了焊条锰含量对立焊接头组织性能的影响.结果表明,脉冲燃烧型焊条中未添加锰时,起焊位置没有形成有效熔池且焊缝中有大量气孔;锰含量低于5.9％(质量分数)时锰含量越高焊缝成形越好,焊缝中气孔迅速减少,焊缝以富铁相为主且富铁相占比随锰含量增加而增加,接头力学性能升高.锰含量为5.9％(质量分数)时接头力学性能最高,抗拉强度可达421MPa,显微硬度可达1 578.8 MPa.锰含量超过5.9％(质量分数)时,锰含量增加使得熔池向下流动严重形成焊瘤,甚至烧穿母材,焊缝以富铜相为主且有大量裂纹出现,力学性能迅速降低.