轿车车门铰链的焊接变形II.凸焊焊后残余应力及变形分析

针对轿车车门凸焊后会产生焊接变形的具体情况，建立了一个铰链和加强板的二维有限元凸焊模型。利用凸焊工艺过程分析得到的凸焊焊接温度场分布结果，在自由状态下对模型进行了热应力分析，获得了凸焊焊接热变形和焊后残余应力的分布情况。并结合轿车车门焊接的实际，分析了焊后车门铰链的变形趋势，取得了与试验结果相一致的结论。     

轿车车门铰链焊接变形分析I.基于复合有限元法的凸焊工艺过程模拟

作为轿车车门铰链凸焊焊接变形研究工作的一部分，根据轿车车门凸焊的具体情况，建立了一个二维有限元凸焊模型。并通过一个复杂的复合有限元分析流程，对整个凸焊工艺过程进行了完整的分析，得到了凸焊凸点压溃过程，凸焊焊核成形过程以及焊后温度场分布等一系列结果。并将模拟得到的成形焊核与试验结果相比较，得到了较好的结论。文中的研究结果将为接下来的凸焊焊后残余应力和焊接变形分析打下良好的工作基础。     

应力应变、疲劳与脆断、断裂力学

20061081 轿车车门铰链的焊接变形Ⅱ．凸焊焊后残余应力殛变形分析；20061082 船用大型焊接结构的焊接变形预测实例；20061083 镍合金板上堆焊焊道的纵向残余应力研究；20061084 焊接的钢构件在循环载荷作用下残余应力的消除过程；20061085 基于接头外表面应变获得的激光焊搭接接头的应力；20061086 高温台金焊接接头动态拉伸变形断裂行为；     

基于多场耦合的车门铰链凸焊过程有限元仿真

凸焊被用于连接某车型的车门铰链和加强板。针对实际生产现场中车门铰链在焊接装配后出现的上下铰链不同轴问题，基于ANSYS软件，建立了基于多场耦合的凸焊过程数值仿真模型，通过直接耦合法和顺序增量耦合法交互，完成了结构、电、热三场耦合分析，并与实际测量数值对比，获得良好仿真效果。     

火箭发动机高效电子束焊的变形分析

结合固体火箭发动机生产需求,采用有限元方法对发动机4个组件一次性装夹后3条接缝连续电子束焊的残余变形进行了热-弹塑性数值模拟.分析了发动机焊后的整体变形特点以及每道次的焊接变形对后续接缝施焊的影响.结果表明,连续施焊后,发动机整体长度缩短且接缝区域轻度凹陷,前道次焊缝引起的横向收缩变形及其分布状况不影响后续接缝正常焊接...     

医疗器械机架激光焊变形分析及控制方法

过高的温度会影响医疗器械机架激光焊效果,为解决这一问题,提出医疗器械机架激光焊变形分析及控制方法。在分析医疗器械机架激光焊变形前,优先分析激光焊参数对产生焊接变形的影响,将其作为信息基础进一步获取医疗器械机架激光焊的变形量。结合Ansys软件模拟机架激光焊温度场变化结果,分析医疗器械机架激光焊变形情况;基于分析结果将机架焊缝变形量作为模型建立依据,构建超声波激振控制模型,利用该模型减小机架激光焊后的残余应力,达到降低焊接变形的目的,实现焊接变形控制。试验结果表明,通过对该方法弯曲挠度值测试和控制效果测试,验证了该方法的有效性。     

分段退焊对焊接残余应力及变形的影响

基于ANSYS有限元分析软件,采用双椭球热源模型,进行了平板对接焊中分段退焊和直通焊的有限元模拟,分析焊接温度、焊后残余应力与变形分布。结果表明:分段退焊等温线在低温时沿焊接方向呈"8"字形分布,温度时间曲线在各退焊交接的位置出现明显的两次波峰,直通焊所有位置只会出现一次波峰。分段退焊和直通焊在垂直焊缝路径上的应力分布类似,在沿焊缝路径上的应力分布分段退焊较直通焊有明显的波动。直通焊最大变形量达到了7.04mm,分段退焊最大变形量为3.69 mm,分段退焊有明显降低变形的作用。     

薄板单面密集焊缝焊后弯曲变形分析

针对2 mm的316L薄板单面密集焊缝结构,采用数值模拟的方法分析了两种焊接方案下的薄板焊接弯曲变形. 利用高度测量装置建立了薄板弯曲变形测量方法,进行了两种焊接方案的工艺试验,对焊后弯曲变形进行了测量. 在此基础上,对数值模拟和工艺试验的结果进行了对比. 结果表明,薄板单面密集焊缝结构焊接后呈船形变形,拉通焊弯曲变形中心接近于板中心,而两端向中间焊弯曲变形中心偏向板的先焊位置. 两端向中间焊在长度方向弯曲变形量小于拉通焊,两端向中间焊的焊接方案较优.     

宏程序在机器人电阻焊厚度检测的应用及分析

在轿车车门翼板电阻焊过程中，针对机器人伺服焊枪经过多个焊点操作后工件间隙扩大和2层板材厚度增加造成的焊接质量下降问题，基于ANSYS有限元技术对B180H1烘烤硬化钢板电阻焊过程进行热传导数值模拟分析，探究板材厚度对焊接热传导效率及熔核直径大小的影响。运用FANUC伺服焊枪的板材厚度动态检测功能和宏程序跳转指令，在板材厚度极限值超出时停止机器人焊接程序并及时报警，减少板材间隙增大带来的飞溅和虚焊等缺陷，提高形核质量和焊接精度，保证轿车车门翼板电阻焊前后焊点质量的稳定。     

凸焊电流对高强钢螺母凸焊焊点质量的影响

通过对M10圆形四角螺母和DP590钢板的螺母凸焊焊接试验,分析了凸焊电流对焊点尺寸以及焊点质量的影响,并利用Sorpas软件模拟了螺母凸焊焊接过程,研究了凸焊电流对焊点峰值温度分布、组织分布以及焊点裂纹敏感系数的影响。研究结果表明:随着凸焊电流的增大,凸焊焊点的焊核尺寸是明显增大的。当焊接电流增大到一定程度后,继续增大焊接电流,焊核尺寸变化不明显,但是会使飞溅增大,使焊核中形成孔洞,而且会使螺母表面出现较为严重的烧损。电流较小时,焊点开裂倾向相对大的地方是在钢板母材上,而电流较大时,开裂倾向最大的区域是在螺母凸点根部内侧。     

厚板钛合金电子束焊接残余应力分布特征

首先对50mm厚TA15钛合金平板分别采用堆焊和对焊两种方法进行电子束焊接,然后采用盲孔法测量了热处理和未热处理情况下焊接试件残余应力的分布情况.测量发现,对接焊和堆焊试件上表面纵向应力在焊缝和热影响区呈现较大的拉应力,且对接焊试件的纵向应力大于堆焊试件;上表面横向残余应力幅值较低,且整体呈现压应力分布.下表面的横纵应力整体上为压应力,且横纵应力的分布和大小非常接近.结果表明,热处理工艺造成各试板的横纵应力趋于一致,整个试板上的应力趋于均匀化,且堆焊试件的均匀化程度更明显.     

基于ANSYS的轿车侧门密封条非线性有限元分析

讨论了轿车侧门密封条的几何模型、材料特性、接触面和边界条件的建立.利用大型有限元软件ANSYS对帕萨特B5侧门密封条进行了非线性有限元分析,获得了密封条压缩变形形状、接触面上的压应力和摩擦应力以及压缩受力变形特性.这对优化车门关闭力以及提高密封条的密封性能都具有较大的实际意义.     

电渣焊接头焊接残余应力与变形的数值模拟

为研究电渣焊接头焊接残余应力的分布规律及变形特征,基于有限元分析软件MSC. Marc,开发了用于模拟电渣焊接头温度场、残余应力与焊接变形的热-弹-塑性有限元计算方法. 在所开发的计算方法中,采用全椭球等密度体积移动热源模型来模拟电渣焊的热输入,并以生死单元技术考虑焊缝成形,数值模拟了箱型柱中的腹板与隔板处电渣焊接头的焊接残余应力与变形. 同时,采用试验方法实测了电渣焊接头的横向收缩及角变形. 结果表明,横向收缩和角变形的计算结果都与试验值比较吻合,验证了所开发的数值计算方法的妥当性. 此外,利用数值模拟方法详细研究了电渣焊接头焊接残余应力的分布特征.     

Effect of trailing heat sink on residual stresses and welding distortion in friction stir welding Al sheets

Abstract

This paper investigates a trailing heat sink, which was designed and applied to friction stir welding (FSW) in order to control the residual stresses and welding distortion. Residual stresses, residual plastic strains and welding distortion of 2024-T3 and 5083-H321 Al sheets welded by FSW with and without the trailing heat sink were compared. The optimal placement of the heat sink was discussed. The results revealed that the reductions in peak tensile stresses were 66% for 2024-T3 and 58% for 5083-H321 by application of the trailing heat sink in FSW. In addition, the welding distortion could be reduced drastically by this method. The 5083-H321 sheet with a size of 1000×100×3·5 mm welded by this method was very flat and had almost no distortion. This method achieved in-process control of stresses and welding distortion, without additional complicated work before or after welding operation.     

典型封闭环焊缝多道焊焊接残余应力的模拟分析

针对两种典型的封闭环焊缝焊接--圆盘镶块和平板垂直接管的多道焊焊接进行了三维数值模拟,分析采用子程序来实现高斯分布表征的热源移动,得到了焊接的热循环过程及焊后残余应力分布.分析表明,封闭环焊缝在起焊/收焊区域的残余应力状况复杂,存在较大的环向残余拉应力,往往会诱使焊缝开裂失效.相比而言,接管环焊缝的应力状况更应引起足够的重视.     

厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力分析

采用振动焊接及气冷的方式与常规焊接对比,研究了埋弧自动焊厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力.结果表明,和常规焊接相比,振动焊接不仅可以使焊接残余应力下降,而且也可以减小焊接横向收缩变形;气冷的方法,可以使试样散热更快,达到控制温度的目的,同时也可以减小焊接残余应力和焊接横向收缩变形.焊接中测量的焊接变形,为焊接结构的加工提供了参考数据.     

Thermal conduction theoretical analysis of temperature distribution during multiple-electrode submerged arc welding

In recent years, in order to reduce the costs of transportation and construction of pipelines, which are often constructed using multiple-electrode submerged arc welding (SAW), higher joint performance is required. Therefore, there has arisen the need to understand theoretically and control appropriately metallurgical and mechanical characteristics in heat-affected zone (HAZ), which has a significant influence on the strength and toughness of welded joints. Commonly, metallurgical phenomena in HAZ are evaluated based on the highest temperature and the cooling rate. Therefore, in order to control metallurgical and mechanical characteristics in HAZ by means of the welding conditions, evaluating the temperature distribution and the temperature history near the melted zone is essential. However, a detailed investigation of the temperature distribution for multiple-electrode SAW has not yet been carried out enough. In this study, in order to investigate the temperature distribution and histories during multiple-electrode SAW, the experimental results are compared with the theoretical results. In the theoretical analysis, the temperature rise equation in multiple heat sources welding is developed using the method of summation. Furthermore, on temperature distribution during welding, the effects of multiple heat sources, such as the number of heat sources and the distance between each electrodes, are considered quantitatively through the thermal conduction theoretical analysis. As the result, the distance between lead heat source and final heat source primally influences the area with the difference between a single heat source welding and multiple heat sources welding. Based on the results, it is expected to control temperature distribution near melted zone by more appropriate heat input characteristics, which is depended on heat source arrangement.     

关于焊接应力应变问题的再探讨

由于认为焊缝存在加热过程和忽视熔化现象的存在,导致传统观点认为的焊缝存在压缩塑性应变的错误.传统观点尚不能解释液化裂纹出现于熔合线处和裂纹很短的现象,用作者给出的高温应变分布图可很好解释.消除焊接残余应力并不是一定要去除固有应变源,有时不去除固有应变源仍可消除残余应力.消除残余应力的过程实质上都是将残余弹性应变转变为塑性应变的过程.