T形焊接接头温度场及力场的三维数值模拟

焊接技术的发展对于促进工业发展具有举足轻重的作用.由于焊接过程产生的局部高温及不均匀的温度场,使焊接原材料在冷却过程中收缩速度不一致,从而在焊缝周围区域产生残余应力以及形变,直接影响焊件的使用寿命,而焊接过程产生的焊接温度是影响焊件金属材料组织和机械性能的主要原因,因此,温度场的模拟研究对优化焊件结构的分析是至关重要的.利用三维有限元分析软件SYSWELD对T形接头进行焊接模拟仿真,并对焊缝冷却过程中温度场以及残余应力进行详细的分析.     

铝合金平板钨极氩弧焊数值模拟与残余应力预测

利用ABAQUS有限元软件对铝合金平板钨极氩弧焊(TIG)焊接过程进行了数值模拟.首先应用移动的椭圆高斯分布表面热源作为输入热源,对TIG焊过程中的焊件温度场及应力场进行了模拟计算.高度不均匀的焊接温度场,导致构件中产生较大的残余应力与变形.最后,对冷却后的平板残余应力进行了预测,并将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,两者吻合很好.     

关于消除焊后残余应力及焊后热处理温度问题的探讨

我们知道焊接过程是一个热循环过程,焊后往往存在着残余应力,致使产生冷裂纹造成质量事故,所以必须消除应力。结构钢常用的消除焊接残余应力的方法是采用热处理把焊件的整体或局部均匀加热至材料相变点以下的温度范围,一般为550-650℃,经一定时间保温,此时金属未发生相变,但在此温度上,其屈服极限降低,使内部由于残余应力的作用而产生一定的塑性变形,使应力得以消除,然后再均匀缓慢地冷却。     

钢板焊接结构中型电机机座的振动时效

八二年哈尔滨电机厂首次承制了一批出国中型电机,外商要求对电机机座进行消除应力处理,保证产品稳定尺寸精度。钢板焊接结构的构件由于焊接过程中焊接处产生极不均匀的温度场,温度应力与相变应力分布不均产生较大的焊接残余应力,而残余应力是一种不稳定的应力状态,随着温度和时间的变化,构件内某些局部的残余应力因时效的作用而变小,由于残余应力是一个自相平衡的内力,局部应力变小必然要引起构件总体内力的重新分布,从而就引起构件总体或局部发生相对变     

随焊冲击旋转挤压控制LD10薄板件焊接变形和热裂纹的研究

LD10铝合金薄板在焊接过程中易产生焊接热裂纹,焊后薄板件易产生较大的焊接变形。采用冲击旋转挤压头对焊缝及相邻区域施加一定频率的冲击旋转挤压作用,使焊缝及近缝区产生塑性延展;对LD10常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的焊接残余变形与焊接残余应力进行测量,对比分析了常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的拉伸试验、维氏硬度、断口分析和金相组织,明确了随焊冲击旋转挤压工艺对焊接件组织及性能的影响。试验结果表明,随焊冲击旋转挤压处理后,工件的残余应力被降低到较低水平,随焊冲击旋转挤压工艺起到控制焊接残余应力和变形的作用,并且抑制了焊接热裂纹的产生。     

焊接参数对不锈钢件残余应力的影响

主要探讨焊接过程中脉冲参数与氮气含量对奥氏体不锈钢焊件残余应力的影响。试验选用304与310两种奥氏体不锈钢,焊接方法采用钨极惰性气体保护电弧焊,采用盲孔法测量不锈钢焊件残余应力值。试验结果表明,较高的脉冲频率、较小的脉冲间距、较高的振幅比及较高的持续时间比等脉冲参数均可降低奥氏体不锈钢焊件残余应力值。此外,少量添加氮气将会提高焊接热输入量,会造成不锈钢焊件残余应力值的增加。通过试验比对发现,在同一焊接参数条件下,310不锈钢比304不锈钢有较大的残余应力。     

焊接构件热处理工艺控制要点

为保证焊接构件性能与质量,提高焊缝金属的塑性,消除或减少焊接残余应力,防止产生裂纹,必要时需对焊接构件进行热处理。根据热处理工序与焊接工序的先后顺序,常把焊接构件的热处理分为预热处理、后热处理和焊后热处理3种。     

关于采用焊后消除残余应力热处理法克服钢制焊接构件变形的研究

根据焊后热处理消除残余应力机制,为防止薄板焊接构件的焊后回弹变形,稳定构件尺寸,通过缝隙试样、板条及板块试样强制变形焊接后再进行热处理,由此证明,焊后热处理可有效地克服钢制焊接构件的变形。     

关于采用焊后消除残余应力热处理克服钢制焊接构件变形的研究

根据焊后热处理消除残余应力机制，为防止薄板焊接构件的焊后回弹变形，稳定构件尺寸，通过缝隙试样、板条及板块试样强制变形焊接后再进行热处理，由此证明，焊后热处理可有效地克服钢制焊接构件的变形。     

机械应力消除法对焊接残余应力的影响

大直径全焊接阀体球阀制造的最后一道工序是焊接,由于采用橡胶圈密封,为防止密封圈的损坏,导致密封性能降低,焊后不能采用焊后热处理消除焊接残余应力。为了控制阀体焊接残余应力,选择机械应力消除法,建立阀体机械应力消除法的加载压力与时间的关系曲线,采用有限元分析和试验相结合的方法,研究机械应力消除法对焊接残余应力的影响。机械应力消除法前后采用盲孔法测量阀体外表面的残余应力。结果表明,采用二维轴对称有限元法可以模拟机械应力消除法过程,机械应力消除法可以降低阀体外表面轴向应力和环向应力的峰值,使残余应力分布更加均匀,可以作为焊后热处理的替代工艺。     

焊接顺序对6061-T6铝合金矩形焊缝焊接残余应力及变形量的影响

以热弹塑性有限元法为基础,结合热-力耦合的算法建立有限元模型,采用Abaqus软件对薄壁6061-T6铝合金矩形型材进行焊接模拟;模拟了不同焊接顺序对铝合金型材残余应力及焊接变形量的影响,得到了最优的焊接顺序。结果表明:在矩形焊接时焊缝所在平面上产生的最大残余应力为拉应力;选择对称焊接工艺可以有效降低铝合金型材焊接后的残余应力,增强焊件的焊后稳定性;从较长的焊接路径开始焊接,能够减小焊接变形量。     

随焊冲击碾压控制焊接应力变形新方法

提出了随焊冲击碾压控制薄壁构件焊接应力变形、防止焊接热裂纹的新方法,其原理为：通过前后冲击碾压轮,分别对焊后尚处于高温状态的焊趾和焊缝区金属施加一定频率的冲击碾压力,其中前轮周面形状是内凹的,迫使焊趾处的金属向焊缝中心流动,抵消致裂拉伸应变,达到防止焊接热裂纹的目的;后轮周面形状是外凸的,将焊缝金属纵、横向压缩应变和前轮对焊缝的横向挤压应变碾开,使焊缝金属在纵向和横向都充分延展,降低了焊接残余应力,减小了焊接变形。这种方法,设备简单可靠,小巧轻便,不仅能够控制直焊缝,而且能够控制封闭焊缝应力和变形。试验结果表明,随焊冲击碾压法能有效地防止焊接热裂纹的产生;能将薄壁构件焊接残余应力降低到非常小的水平,甚至由拉应力状态转变为压应力状态;能将焊接残余变形控制在常规焊接状态的1/10左右,而且焊道非常平整光滑,余高非常小,有利于缓解焊趾处的应力集中。     

图解桥梁施工技术(五) 梁桥施工(5)

正钢桁梁施工钢桁梁的连接主要采用铆钉连接、栓焊连接和全焊连接。铆接结构中,构件采用铆钉连接,通过铆钉的抗剪传递构件内力;栓焊结构中,构件的板件之间采用焊接,构件与构件之间采用高强度螺栓连接,通过拧紧高强螺栓产生的摩擦力传递构件内力;全焊结构中,构件的板件及构件连接采用焊接连接,通过焊缝传递构件内力。铆钉连接作业中,劳动强度较高,噪音大,在桥梁结构中已较少使用铆接结构;栓焊     

高强薄板长臂管焊接变形的控制方法

正高强薄板长臂管焊接结构件需要经过板材切割下料、焊接坡口加工、折弯成形、臂管焊接和机械矫形等工艺步骤满足工件的尺寸要求。板材在轧制和切割下料过程中积累的残余应力、工件直线度、焊接过程变形控制方法以及焊后应力释放直接影响臂管焊后变形程度。由于臂管为安全保护件,使用的板材为DOMEX960高强板,焊后不允许使用火焰矫形。DOMEX960高强板材的韧性非常高,导致臂管焊接后产生的弯曲变形和扭曲变形通过普通机械矫形的方式进行矫正非常困难。本文通过对长条工     

大型焊接件局部热处理新工艺

我厂在制造5000吨近洋货轮时,碰到一个技术难题,就是大型焊接件退火工艺问题。如该船的尾柱重14吨,材料为16Mn铸钢。由于体积大,形状复杂,故分三段浇铸,然后进行手工焊接。为保证在长期使用中不变形,对焊件要进行去除残余应力的热处理。已往船厂去除焊件内应力的传统方法,是用木柴加热。这种方法加温不均匀、有污染、明火作业不安     

第三届去应力退火(SR)委员会报告

焊后热处理(简称PWHT),去应力热处理或去应力退火(简称SR)早就用作提高焊接构件质量的手段,并为世界各国有关规程、标准采纳。上述术语,在日本原称退火,最近叫常化,近10年来世界上用焊后热处理(PWHT)。但这主要用在与焊接有关的部门,其它部门仍称退火,而学会中,习惯上称常化。战后,联系到美国焊接船只的破坏事例,在初期多数认为是焊接残余应力的影响,由于不可能采取炉内整体退火等措施,只能着重于操作方面考虑焊接顺序等,设计方面减少应力     

薄板TIG对接焊温度场的有限元模拟

焊件中的温度场分布反映了复杂的焊接热过程，是研究焊接变形、焊后残余应力等状况的基础。焊接数值模拟技术的出现，为焊接技术的深入发展创造了有力的条件。针对低碳钢薄板件TIG对接焊时，应用双椭圆分布热源模型，建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型，将有限元解同实验结果进行了比较，两者基本吻合，表明了该分析模型的有效性，并以此有限元模型为基础，分析了两焊板间存在间隙和焊枪偏离焊缝中心这一实际情形下，温度场分布的不均匀性。     

焊接后热与焊后热处理温度对焊接残余应力松弛的试验研究

针对工程实际，研究了焊接后热与焊后热处理温度对焊接残余应力松弛的影响，结果表明：在一定温度下，焊接后热对焊接残余应力的松弛效果不明显，而焊后热处理可以大幅度地消除焊接残余应力。     

油田运输管道中的弯管法兰焊接仿真及优化分析

基于Sysweld软件平台,采用双椭球体热源分布模型,实现对油田运输管道中的弯管法兰焊接过程的数值模拟仿真。使用UG建立弯管法兰的三维焊接模型,利用Hypermesh、Visual-Weld和Sysweld等进行网格划分、分组和模拟仿真,获取了温度场及应力应变场的分布情况。通过分析焊接温度场分布和焊件形变得出温度场对焊件残余应力的影响,优化焊接装卡条件后,改善焊件残余应力情况。     

焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响

为了得到T形接头焊接顺序的优化方案,在确定合理的焊接热源形式以及建立有限元模型的基础上,利用单元死活技术从多道焊、分段焊与多层焊的角度对焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响进行数值分析.对于多道焊来说,焊接残余拉应力出现在焊缝及其附近区域,且峰值出现在焊缝区域;相邻焊道之间采用首尾相接的方法得到的焊接残余拉应力峰值是最小的.对于分段焊来说,采用先焊两端后焊中间的方法不仅可以增加整个焊缝的焊接残余低应力区域;而且可以有效地降低先焊区域的焊接残余应力,降低效果与后焊焊段的焊接方向以及先焊焊段上的点到后焊焊段端部的距离有关.在多层焊的过程中,采用对称施焊的方法得到的焊接残余拉应力峰值是最小的.