基于ANSYS的中厚板补焊焊接温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对中厚板的焊补温度场进行了数值模拟。在模拟过程中,利用ANSYS软件的APDL语言以及单元“死活”技术模拟焊缝金属由下至上的填充过程,较好地模拟了补焊时焊接电弧向上移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化,并且实现了参数化编程。     

因瓦合金TIG焊接温度场模拟分析

根据因瓦合金和45钢TIG焊接特点,建立几何模型并确定双椭球热源模式,利用ANSYS软件模拟不同板厚焊接过程中温度场变化,实现温度场与应力场的弱耦合,模拟焊接温度场分布再现温度场的大小及分布情况;利用不同的焊接工艺参数和被焊材料厚度进行了焊接试验,测定焊接过程中特定位置的变形情况,对比分析数值模拟与试验结果.结果表明,在电流132 A,电弧电压17.1 V,焊接速度4 mm/s,板厚1.88 mm的焊接工艺参数条件下可以实现因瓦合金的熔透性焊接,获得良好的焊接接头;利用有限元数值分析方法模拟了焊接工艺参数条件下的焊件温度场分布和熔透性,模拟结果与试验结果一致.     

基于复合热源模型的CO2气体保护焊温度场模拟

实际短路过渡CO2气体保护焊接过程中,熔滴的热量对熔池温度场的分布会产生很重要的影响,当前焊接温度场模拟采用的热源模型中往往忽略了这一点.论文研究了CO2气体保护焊接的双椭球电弧热源模型以及将熔滴作为电弧之外的第二个作用热源模型,建立了适合于CO2焊的双椭球电弧热源与熔滴热源相叠加的一种新型复合热源模型;利用有限元软件ANSYS对低碳钢焊件的温度场及其不同位置的热循环曲线、纵向与横向温度场分布以及从起弧到宏观稳态的温度场动态演变规律进行了模拟和计算,并通过实验进行验证.研究结果表明,利用复合热源模型比单一的双椭球热源模型的模拟结果更接近于实验测试结果,验证了改进复合热源模型的准确性、有效性与实用性.     

16Mn厚板多道焊焊接温度场分析

利用ANSYS有限元分析软件,对16Mn厚板焊接过程进行数值模拟。采用高斯分布热源模型模拟焊接热源,考虑材料物理性能随温度变化的影响,采用有限元法中的"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,对厚钢板的对接多道焊过程进行三维瞬态温度场数值模拟。分析焊接温度场分布规律,为优化16Mn厚板多道焊焊接工艺提供参考。     

小直径薄壁不锈钢导管全位置TIG焊数值模拟

为研究小直径薄壁不锈钢导管全位置TIG焊接头的成形过程,采用ANSYS有限元程序对焊接过程进行模拟,获得了温度场、变形场和流场的模拟结果,并对3种物理场的模拟结果进行了分析。结果表明,模拟得到的温度场轮廓达到准稳态后与实际焊缝一致,验证了模拟准确性,在全位置焊接中,温度场由初始不能提供足够热量的较低温状态逐渐升高达到准稳态,初始阶段的热输入不足以焊透,可通过超过一圈覆盖引弧点的焊接行程保证环焊缝完全焊透与熔合;变形场显示了不同位置x, y, z方向的变形情况,不同焊接相对位置的变形情况不同;流动场对焊接熔池流动进行刻画,不同位置熔池流动存在明显差异,在顶部平焊位置电弧压力方向、重力方向相同,容易形成焊塌甚至焊穿现象,在侧面立焊爬升位置熔池中的铁液易下淌,需要控制热输入以得到良好成形的焊缝。     

焊接工艺过程对中厚板埋弧焊应力场影响的数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,采用热-应力直接耦合分析法对低碳钢中厚板埋弧焊焊接温度场与应力场进行了模拟分析,并比较了单面双层焊、正反双面依次焊和正反双面同时焊三种焊接工艺过程对接头焊接残余应力的影响。     

外加纵向磁场GTAW平板堆焊温度场数值模拟与验证

利用ANSYS对外加纵向磁场作用下GTAW平板堆焊过程温度场进行了数值模拟,并进行了实验验证.结果表明.所采用的简单磁控焊接电弧热源模型在外加磁场作用下形成"钟罩形"电弧,模拟焊接温度场与实验结果基本吻合.     

焊接工艺过程对中厚板埋弧焊应力场影响的数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件，采用热-应力直接耦合分析法对低碳钢中厚板埋弧焊焊接温度场与应力场进行了模拟分析，并比较了单面双层焊、正反双面依次焊和正反双面同时焊三种焊接工艺过程对接头焊接残余应力的影响。     

316L不锈钢板TIG对接焊温度场及应力场数值模拟

采用ANSYS针对316L不镑钢厚板TIG对接焊进行了温度场和应力场的数值模拟计算研究.建立了不锈钢厚板端面焊接数值模型,提出了在TIG焊焊接过程中采用单元焊接时间telement来模拟焊接过程中的熔滴过渡,并分别采用2 s和3 s的telement进行了模拟分析,计算结果表明,单元焊接时间对焊缝及HAZ的温度场分布具有重要影响.     

CO2气体保护焊电弧温度场和流场建模与分析

建立了CO₂气体保护焊焊接电弧三维瞬态模型,通过采集实际CO₂气体保护焊瞬变电流数据,运用磁流体动力学(magneto hydrodynamics,MHD)等基本理论,结合ANSYS的多物理场耦合功能,模拟出了CO₂气体保护焊焊接电弧的电场电流密度、磁场电磁力、温度和速度场的分布.电弧温度场分布模拟结果和文献中的试验数据基本一致.同时通过计算系统的流体雷诺数和马赫数对该模型中的流体层流假设和不可压缩假设的合理性进行了验证.该数学模型可为控制CO₂气体保护焊焊接电弧提供理论指导,也为进一步分析CO₂气体保护焊电弧的动态过程打下了基础.