6061铝合金焊接变形的数值分析

本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。汽车轻量化对于节省能源、保护环境、提高安全都有着重要的现实意义，而铝合金材料的应用则是解决该问题的有效途径之一。目前，国内在这一方面尚与先进国家存在较大差距，主要是由于铝合金结构在焊接工艺上存在较大问题。国内外相关文献主要集中在焊后组织及性能的模拟，本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析，为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。     

6061铝合金薄板焊接应力与焊接变形

研究了6061铝合金薄板TIG焊焊接应力、焊接变形与焊接电流、焊接电压和板材尺寸的关系.随着焊接线能量的增加,铝合金的纵向和横向收缩变形增加;随着板的长度的增加,由于约束增加,板的纵向残余变形减少,厚度方向的抗弯增大,横向变形增大.板焊后,焊缝处受拉应力,而紧靠焊缝的母材处却受压应力,其余部分受拉应力且焊接线能量越大,残余应力越大.     

焊接变形预测中基于假定热应变法的弹性有限元建模

传统的固有应变法在固有应变载荷的施加中,因难以准确反映实际固有应变分布规律而影响焊接变形预测精度。通过传统等效载荷法与应变直接边界法的融合优化,所提出假定热应变法能够有效弥补传统载荷法逐层输入固有应变载荷的失真,以及应变直接边界法无法预测凸型角变形及纵向弯曲的不足。同时,该方法通过等效力学模型综合考虑多样的固有应变分布,使由凸型角变形和凹型纵向弯曲组成的马鞍形屈曲变形实现准确的分析计算。通过试验、热-弹塑性有限元模型,应变直接边界法弹性模型和假定热应变弹性模型综合比较,研究5052铝合金平板堆焊下所形成的屈曲变形。结果表明,假定热应变弹性模型对屈曲变形实现准确和快速的预测,可以应用于大型焊接结构及激光增材制造中的变形预测,并能够为固有应变理论中实现实际固有应变分布的转换提供新的思路。     

外拘束对铝合金薄板结构焊接变形的影响

采用热-弹-塑性有限元法与基于固有应变理论的弹性有限元法相结合的计算方法,模拟不同板厚铝合金(A6061)薄板结构的焊接变形.同时,基于数值模拟结果,讨论外部拘束对焊接变形的影响.在计算方法上采用两步集成计算方法,第一步采用热-弹-塑性有限元法计算薄板结构中典型焊接接头的固有变形,第二步将各个接头的固有变形转化成相应的...     

后倾式离心风机叶轮机器人焊接工艺优化

在后倾式离心风机叶轮机器人焊接时,为了既保证焊缝质量又最大程度减小焊后变形量,综合运用热弹塑性有限元法和固有应变法对其焊接工艺进行优化。利用基于热弹塑性有限元法的Visual-Environment软件,结合双椭球热源模型对焊缝熔池情况进行数值模拟和实验验证,得到了最优焊接参数。在已知焊缝固有应变的情况下,采用基于固有应变法的Weld Planner软件对后倾式离心风机叶轮在不同焊接顺序和焊接方向下产生的变形进行了预测,得到了最优焊接顺序和焊接方向。运用得到的最优焊接工艺对后倾式离心风机叶轮进行试生产,其焊后变形情况与数值模拟得出的结果较为一致,满足产品的质量要求。     

薄壁箱形梁的焊接变形预测

通过试验和理论的结合，对薄壁箱形梁的焊接变形进行了预测。主要采用热弹塑性有限元法分析焊接时梁的变形情况，结果与实际吻合得非常好，为后面预测大型薄壁结构的焊接变形奠定了基础。     

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。     

6061铝合金焊接气孔问题的解决

以6061为代表的6000系列铝合金中的主要合金元素为镁与硅,属热处理可强化合金,具有良好的成形性、焊接性、加工性,同时具有中等强度,在退火后仍能维持较好的操作性。     

铝合金结构车架的焊接变形控制

我厂矿用装药车BCRH-15型二次车架系铝合金LD30焊接结构,焊接变形的控制是个关键问题。LD30焊接结构二次车架(以下简称二次车架)与一般钢结构车架比较,具有线膨胀系数大,热传导快,焊接变形大等特点。另外铝合金的相变温度低,火焰矫正易产生组织转变,机械矫正会影响外观     

6061铝合金材料焊接特性及焊接工艺研究

在低、中温的水冷堆中,606t铝合金具有较低的热中子俘获截面,在较低的温度下有一定强度,并具有较好的耐辐照性;有一定的抗水腐蚀的能力,加工性能良好,易成形,可焊接。在反应堆中子试验科研中,广泛利用6061铝合金作为中子探测器孔道及支架。     

大型复杂悬臂结构铝合金焊接变形控制研究

研究的结构件为大型复杂悬臂结构铝合金焊接件,因其既有环焊缝又有纵焊缝,焊缝数量多,焊接变形量大,焊接变形趋势复杂,使得通常的工艺加工方法很难满足其设计性能要求。通过对影响焊接变形的几个因素进行详细分析,选择合理的焊接方法、焊接参数,采取有效的工艺措施,通过试验进行验证,圆满地解决了这一难题,此工艺方案完全适用于类似大型悬臂结构件的焊接。     

6063铝合金焊接变形火焰校正分析

根据6063铝合金的热处理特点,通过对火焰校正加热过程的热循环分析,得出6063铝合金焊件能够进行火焰校正的结论,且经过实践检验,效果良好,操作可行。     

预热铝合金搭接激光焊

为了研究预热对铝合金搭接激光焊的影响,使用Nd: YAG激光器和1.4 mm厚的5A03H24铝合金板材,分别在无预热和预热300 ℃条件下进行了搭接激光焊试验.结果表明,预热可在熔深、熔宽、热影响区宽度和拉剪力基本不变的同时大幅度提高焊接速度.预热高速焊接与无预热激光焊相比,焊缝中Mg元素质量分数无显著区别;拉伸断口显微组织都属于微孔聚集型塑性断裂;焊缝组织都由柱状枝晶和等轴树枝晶组成,并且熔合线附近的柱状枝晶组织相近;焊缝和母材硬度比无预热时有所下降,其中焊缝下降幅度大于母材.     

筒体壁板预应力控制焊接变形的数值分析

本文利用ABAQUS有限元软件,结合固有应变法,系统地分析了预应力对筒体壁板上轴向短梁和周向长梁焊接变形的影响规律.基于计算结果,设计预加应力以控制变形,并对其结构进行强度和稳定性分析.     

3004铝合金的拉伸变形特征

在应变速率为5.56×10-5~5.56×10-3s-1的范围内,温度223~773 K,对3004铝合金进行了系列拉伸试验,探索其形变规律。结果表明:3004铝合金在形变过程中会出现动态应变时效现象;在给定的应变速率下,动态应变时效仅发生在一定的温区;在该温区内,应变速率敏感性出现了负值,强度出现了一个平台,加工硬化速率出现峰值,拉伸断口呈现脆性特征。     

吹胀型铝质均热板脉冲激光焊接工艺研究

吹胀型铝质均热板是当前5G基站散热方案的重要元件,其封口焊接工艺是其制造工艺中的重要一环.针对以厚度均为0.6mm的1060和3003铝合金薄板为基体的吹胀型铝质均热板,利用脉冲激光焊机进行封口焊接,研究了脉冲频率、焊接速度、脉冲宽度、峰值功率等因素对焊缝质量的影响.结果 表明,提升脉冲频率、降低焊接速度、提高峰值功率...     

AL6061铝合金厚板电子束焊接性能分析

为了研究中厚板铝合金的真空电子束焊接性能,采用THDW-6真空电子束焊机对AL6061-T6铝合金中厚板进行焊接,研究了加速电压、工作距离和焊接速度对焊缝深宽比和金相组织的影响。分析了焊接参数为:工作距离110mm、工作电压70kV、电子束流40mA、聚焦电流638mA、焊接速度540mm/min的力学性能和显微组织结构,焊缝的抗拉强度约为母材的87%,焊缝的显微组织晶界明显,晶粒呈立方化,焊接的铝合金箱体的漏率优于10-9Pa·m3/s。试验结果表明,焊接接头的力学性能高,宏观形貌和金相组织良好。     

异种铝合金搅拌摩擦焊塑性流场的实验研究

本文针对LY12和LF21的异种铝合金进行搅拌摩擦焊焊接,在被焊件不同深度嵌入示踪原子,焊后进行切割、取样及金相试验,在Mef3大型金相显微镜观察金属流动情况及示踪原子的分布状况,对焊缝前进侧、返回侧及不同深度处流场进行分析。实验结果表明,一方面,靠近焊缝顶部的流动主要受轴肩的旋转摩擦控制,而靠近焊缝底部的流动则主要由搅拌针上螺纹的旋转搅拌控制,这就会产生不同的流动状况;另一方面,在焊缝前进侧靠近搅拌针的区域,材料随搅拌针一起从前进侧流向返回侧,而在离搅拌针较远的区域,材料会向后流动;但在焊缝返回侧,材料均向后流动,只有少量材料流到前进侧。另外,从返回侧向前进侧的材料流动将在焊缝产生一个材料的竖直混合,以及围绕焊缝纵向轴线的复杂的循环运动。     

钢结构焊接变形的火焰矫正方法

根据生产实践经验,结合相关资料,阐述钢结构变形的主要种类,介绍焊接变形的火焰矫正的机理与方法并指出影响矫正效果的主要因素有加热的温度、速度、加热区的大小和位置等.