浅析预变形法在控制焊接变形中的应用

焊接作为一种基本加工方法．应用很广．特别对锅炉制造业来说．占有十分重要的地位。一般来讲、由于焊接过程中对焊件进行局部不均匀加热，产生了焊接应力．致使焊件产生不同程度的变形。因而在生产制造时应充分认识和严格控制焊接变形，以确保焊接产品的质量。1．背靠背预变形法的介绍和应用大家都知道，加热程度、焊缝位置的布置、工件的刚性以及装配和焊接顺序是影响焊接变形的主要因素。其中焊缝位置的布置、接头形式以及工件的刚性等因素，在工件设计时（包括工艺性审查）已给予充分考虑。在实际生产过程中，主要通过合理的装配、焊接…     

300MW锅炉汽包焊接变形的控制

本文介绍了３０ＭＷ锅炉汽包壳体纵缝手工焊＋埋弧焊接变形的规律及控制措施，介绍了３００ＭＷ“Ｗ”火争锅炉汽包壳体下降管手工焊角焊缝引起的整体挠曲变形和局部塌陷变形规律及控制措施。实践表明反变形法和加支撑刚性固定是控制这种大型特厚壁结构焊接变形的有效方法。     

大型核电汽轮机焊接转子残余应力数值模型研究

大功率汽轮机是核电站中的关键动力设备,转子是核电汽轮机中的关键部件,其安全可靠性是汽轮机正常运行的重要保证,由于锻件尺寸的限制,大功率核电汽轮机广泛采用焊接转子.焊接过程中产生的转子热应力和残余应力将可能导致焊缝及其附近区域发生过量变形,诱导裂纹萌生,并影响焊接件的疲劳强度.建立了焊接转子的轴对称和三维有限元模型,研究了大型核电汽轮机焊接转子的变形和残余应力分布规律,获得了焊趾上各点的应力和最大残余应力及其发生区域.所得结果对控制焊接转子质量和结构优化设计具有重要的指导意义.     

振动焊接技术研究与应用

通过试验研究振动焊接对焊缝质量及焊缝热影响区组织、残余应力、热影响区疲劳寿命的影响，并成功应用于HT-7U项目制作中，取得明显效果。试验证明此技术具有很好的应用前景。     

模拟分析不同工艺对环焊缝残余应力及变形的影响

运用有限元数值分析方法及双椭球体热源模型,通过制定不同的工艺方案,建立筒体与法兰环焊缝焊接模型,并对不同工艺方案条件下的应力场和变形场进行数值分析。结果表明:采用多道对称焊接,增加焊缝分段数,避免在刚性薄弱的缺口处起焊,都可以减少法兰的轴向翘曲变形和径向变形,降低焊后残余应力,但残余应力和法兰面径向变形的减小量并不明显。     

振动时效对抽水蓄能发电电动机磁轭焊接残余应力影响分析

磁轭是抽水蓄能机组发电电动机的一个重要部件,既是发电电动机磁路的组成部分,也是固定磁极的结构部件.随着机组尺寸的不断增大,采用钢板拼焊制造磁轭成为重要制造方法.高强钢板焊接制造的磁轭不能采用热处理的方式消除应力,因此,对振动时效前后拼焊圆形磁轭的焊接残余应力进行了测试与分析,并与热处理方式的去应力效果进行了对比.试验结果表明,振动时效消除应力效果同样明显,而且均一化效果更好,未来拼焊磁轭的制造过程可以采用振动时效的方法来消除应力,稳定加工尺寸.     

不锈钢中厚板激光全熔透焊的有限元模拟

运用有限元计算软件ABAQUS对16mm厚不锈钢板的激光全熔透焊的温度场和应力场进行了模拟.采用一体两面的复合焊接热源模型来刻画激光全熔透焊过程中的热输入特征,以柱状体热源代表焊接小孔传热模式,以2个超高斯面热源代表等离子体/金属蒸气云对熔池的辐射传热模式.结果表明:温度场模拟结果得到了与实验结果相一致的"沙漏状"焊缝;钢板内纵向残余应力最大,横向应力次之,板厚方向横向应力最小;纵向拉应力主要分布在焊缝两侧约25mm的区域内,最大值已超过材料的屈服强度;经测算,钢板焊后的角变形量仅为0.35°,这是由于激光焊接能量输入高且集中、可不用开坡口而一次性将钢板焊透.     

随焊振动对高强钢焊缝组织和性能的影响研究

高强钢的焊接容易产生冷裂纹,细化晶粒可改善组织的塑韧性,能在一定程度上抑制焊接冷裂纹,因此可以在焊接过程中加入振动。电弧产生的机械振动对熔池可形成搅拌振荡作用,达到细化晶粒的效果,由此改善焊件微观组织及性能。试验结果显示:焊接过程中加入振动可以明显改善焊接表面形貌,使金属内部晶粒发生细化,焊缝区域硬度与钨极氩弧焊相比也有明显提高。因此,在焊接过程中加入振动可以明显减少高强钢焊接冷裂纹的出现,提升焊后焊缝组织性能。     

焊接参数对轨道车辆焊接结构疲劳寿命的影响

焊接构件疲劳寿命普遍受到应力集中和残余应力的影响,通过优化焊接结构、提高焊接质量、进行焊后处理可以减小应力集中,消除残余应力,从而提高焊接构件的疲劳寿命。采用IIW标准对设计的高速货车转向架进行疲劳寿命分析,研究了焊接参数、焊接质量以及焊后处理对转向架疲劳寿命的影响,发现残余应力和焊后处理对其疲劳寿命影响较大。所以,尽可能降低焊接构件中残余应力能有效提高构件的疲劳寿命。     

核电汽轮机低压焊接转子热处理残余应力的数值分析

利用ABAQUS建立了大型核电低压转子焊接轴对称有限元模型,基于ABAQUS子程序DFLUX编制了焊接热源模型,实现了焊接过程的数值模拟,并通过计算分析获得焊缝区域的残余应力分布规律,探讨了热处理对焊接残余应力分布规律的影响.结果表明:焊接残余应力分布局限于焊缝及其影响区,总体上关于焊缝对称分布,对转子其他部位应力分布未产生影响;热处理后,转子外表面上焊缝无双向拉伸的应力状态,残余高应力分布于焊缝中部位置;热处理工艺对降低焊缝残余应力峰值及应力梯度效果显著.     

两段式干煤粉加压气化炉气返室结构有限元分析及改善焊缝残余应力的工艺措施

主要利用有限单元法对两段式干煤粉气化炉气返室筒体大开孔进行应力分析,并通过JB4732进行了应力评定,同时提出控制焊接预热和道间温度、焊接坡口的设计和控制焊后热处理等工艺措施来减少斜接管和环缝的焊缝残余应力所造成的不利影响。     

振动时效消除焊接残余应力的影响因素分析

本文阐述了振动时效技术的特点、机理。针对该技术在焊接结构件上的应用，采用正交设计试验，探讨了几个主要因素－频率、激振力、原始残余应力及被振材料差别等对残余应力下降率的影响趋势。     

筒体与法兰环焊缝数值模拟

运用有限元分析方法,采用双椭球体热源模型,通过制定合理的工艺方案,建立筒体与法兰环焊缝焊接模型,并对焊接应力场进行数值分析。结果表明:依据本文方案施焊,产生的最大残余应力为325.6MPa,小于母材的屈服强度,可以满足使用要求。焊接过程中,应力主要集中在焊缝处及其周围,焊后残余应力集中在焊缝及压板附近,其随着焊接过程中温度的逐渐降低而逐渐产生,是一个过程量而不是瞬时量。     

柴油机铸焊机体内应力检测及工艺优化试验研究

通过试验分析给出了柴油机机体组焊等工序内应力变化规律以及热时效对结构内应力的影响情况,提出了对复杂的焊接结构件应在粗加工后增加二次时效处理工序,并建议采用振动时效技术,经过试验确定了振动时效工艺.同时文中针对测试出的机体左、右侧内应力分布的有规律不均匀性,提出了"对称焊接"的建议.试验结果表明,"对称焊接"使结构内应力分布显著均化.     

焊接油底壳开裂问题研究及优化设计

在发动机耐久试验过程中,某大型柴油机油底壳挡板焊缝处发生开裂,造成油底壳漏油故障。采用瞬态动力学仿真计算、振动测试等方法对油底壳进行分析研究。研究结果表明,焊缝的应力幅超出许用限值、焊接处振动大是造成油底壳开裂的主要原因。通过改变油底壳外形结构、增加加强筋的方式来提高油底壳侧壁刚度,以降低油底壳挡板焊缝处的应力幅和焊接位置的振动水平。改进后的油底壳通过验证试验,未发生开裂故障,说明改进措施有效。     

高压加热器焊接修复工艺分析

分析了高压加热器泄漏的原因和焊接的困难因素所在，肯定了合理的焊接工艺必须遵守：(1)合理设计焊接结构形式，防止产生较大的焊接残余应力；(2)选择合理的焊接材料和规范；(3)正确地施焊等工艺要求。     

节能新工艺—振动时效技术

振动时效工艺被国家科委列为“八五”火炬计划，是国家重点新技术产品推广项目，振动时效工艺简称VSR法，它是把工件在其固有频率下振动处理，以达到降低或均化工件内的残余应力，提高使用强度，减少变形，防止或减少由于热时效焊接产生的微观裂纹等作用的一种工艺方法。VSR法的实质是通过调整激振器激振力和激振频率，迫使工件在周期性外力作用下产生共振，造成残余应力局部松驰并重新分布。激振器通常是固定安装在由弹性支承的工件适当位置，操作控制箱按一定的激振频率，激振力和振动时间，工件在共振区进行振动，产生小量塑性变形并…     

太阳电池组件焊接过程残余应力的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS分析太阳电池组件在焊接工艺中残余应力的分布情况,通过改变电池片的焊接区域、焊接温度和焊条型号,讨论焊接工艺对电池片强度产生的影响。结果表明:太阳电池组件焊接工艺中焊带的施焊端及附近区域的应力集中程度较高,应避免在电池片的边缘施焊,尽量减小焊接温差,选用较细的焊条。     

汽轮机焊接转子接头残余应力研究三:125MW及1000MW汽轮机低压焊接转子产品残余应力

在测试转子模拟件外圆、内圆、剖面处热处理前后的残余应力分布的基础上,在研究弹性槽对根部打底焊缝处残余应力的影响以及盖面焊缝下方4～5层焊道处残余应力的分布的基础上,测试了125 MW及1 000MW实际火电低压焊接转子接头处的残余应力.结果表明,实际产品残余应力的分布与模拟件相似,数值更小;不同结构均承受- 120 MPa左右的轴向压缩应力,切向应力可被忽略.相关结果对掌握焊接转子残余应力分布提供了重要参考.     

焊接顺序对X形坡口环焊结构残余应力的影响

利用有限元软件ABAQUS建立了环焊结构的二维轴对称热力顺序耦合有限元模型,并对模型的准确性进行了验证.利用该模型计算了不同焊接顺序下不锈钢圆筒多道对接焊的残余应力分布.结果表明:不同焊接顺序下的残余应力分布趋势基本一致,轴向应力在焊接接头内壁一侧表现为拉应力,而在外壁一侧表现为压应力;环向应力在整个壁厚方向上均表现为拉应力.就应力值大小而言,焊接顺序对残余轴向应力的影响较大,对环向应力的影响则较小.以最大程度降低焊接结构在服役期间发生应力腐蚀开裂的可能性为依据,确定了最佳焊接顺序.