大型纵向桁材式基座焊接变形仿真与控制

基于热弹塑性法对大型纵桁式基座焊接过程进行了有限元分析,采用双椭球热源计算了焊接温度场与应力场,获得了基座焊接残余应力分布及变形情况,并对比分析了圆筒单元4种焊接顺序和3种基座约束方式对焊接变形的影响。结果表明,在压条和定位焊双重约束条件下,按照“头尾交替斜对称”焊接,基座变形最小;优化焊接顺序和约束方式,可有效减小大型基座的焊接变形。     

利用焊接变形原理控制储罐焊接变形的措施

钢制储罐现场安装时 ,无论是正装法施工还是倒装法施工 ,焊接变形的控制是其关键点。本文利用焊接变形的原理 ,并从焊接大工艺范畴 ,即切割下料、成形、焊接等工序较系统地论述控制储罐焊接变形的工艺措施。     

钻机焊接变形的控制与校正

为了有效的控制井架钢结构件的变形问题,对影响变形的各种因素进行了分析,结合多年实际工作经验,再联系国际国内相关技术资料,本文深刻阐述控制井架钢结构焊接变形的主要方法与校正方法。     

储罐焊接变形控制分析

本文通过对储罐焊接是一种难以施焊的工艺分析,从罐壁和罐底的焊接过程和焊接工艺方面,分析了出现焊接变形的原因对焊接的影响。同时,提出了在施焊过程中控制焊接变形应采取的措施。严格按焊评工艺参数进行施焊,从而保证储罐在焊接的过程中不变形。     

焊接应力、焊接变形的产生和控制

影响焊接应力与变形的因素很多,最根本的原因是焊件受热不均匀,其次是由于焊缝金属的收缩、金相组织的变化及焊件刚性的不同所致。本文将主要讨论焊接残余应力、焊接残余变形的产生和控制。     

焊接顺序对T型接头残余应力及变形的影响

本文利用sireufact welding专用焊接软件,模拟了5种不同焊接顺序对T型焊缝残余应力及变形的影响,并得到了最优的焊接顺序。结果表明：残余应力和变形具有相反的变化趋势,先焊两端后焊中间分段焊法既可有效控制霹堕接头的残余应力,又可控制其变形量。     

钢结构焊接焊接应力、变形分析与控制

本文研究对象为焊接应力、焊接变形及控制,主要阐述存钢结构焊接施工过程中焊接应力和焊接变形产生原因及危害性,焊接变形种类,焊接应力与焊接变形控制措施,焊接应力消除与焊接变形的矫正方法。     

预拉伸控制铝合金焊接变形

在预拉伸应力作用下,焊接了厚度为4mm的5A05铝合金试板,通过焊接试板挠曲变形量的测定,探讨了预加拉应力对铝合金焊接变形的影响。试验结果表明,预拉伸焊接法可以有效减小铝合金薄板焊缝处的纵向挠曲变形量,在弹性应力范围内,随着预拉伸应力的增大,试板的焊接变形逐渐变小。初步分析认为,预拉伸应力扩大了高温下焊缝附近的塑性变形区,从而增强了冷却过程中该区域抗塑性拉应变的能力,减小了焊件的挠曲变形。     

焊接变形有限元数值模拟分析

环形薄壁焊接结构在生产实践中有着广泛的应用。在现行工艺条件下统计火焰筒衬套组件焊接变形基本规律。并采用有限元分析软件ANSYS模拟火焰筒衬套组件焊接过程,模拟马鞍与内环焊接过程的温度场及变形情况;模拟结果表明:径向最大变形为0.494mm,而在其对应的180°处变形为0.756mm。通过理论计算,内环与马鞍焊接后径向最大变形为1.25mm,与实际焊后测量结果相符。总结模拟变形规律,为控制焊接变形措施提供理论依据。     

ITER装置环向场线圈盒焊接变形调控数值模拟研究

目的 对国际热核聚变装置中环向场线圈盒AU1段的焊接过程进行有限元数值模拟分析,探究焊接坡口类型和焊接工装对侧板焊接角变形的影响。方法 基于ABAQUS有限元计算平台,建立等截面尺寸简化的线圈盒AU1模拟件的有限元模型,通过二次开发移动单元体热源模型实现多层多道焊接模拟。在AU1模拟件的基础上设计对称和非对称的2种焊接坡口,并分析2种坡口结构侧板角变形的大小和规律。通过将防角变形工装抽象为边界条件,实现了该工装的功能,研究了防角变形工装调控焊接角变形的效果。结果 非对称坡口和对称坡口结构产生的侧板角变形规律基本相同,但前者的最终角变形为22.5 mm,大于后者的18.1 mm;在AU1结构焊接过程中,当焊接至约76 mm厚度时,角变形先是变化较快,而后逐渐趋于稳定;在焊接至约76mm厚度之前对焊接工装进行调整,可使焊接厚度为280mm时的侧板角变形由同期的22.7 mm降低至4.0 mm。结论 移动单元体热源模型很好地平衡了计算效率与准确性,使用对称坡口可以获得更小的角变形,对防角变形工装进行及时调整可以大幅度减小侧板的角变形。     

H型钢结构焊接过程中变形的控制

针对钢结构焊接变形的产生原因,提出了在 H 型钢焊接制作过程中采取预留收缩量、反变形施焊、制定合理的焊接工艺、预制上拱度等措施以控制变形,同时对挠曲变形、拱变形、角变形的矫正方法作了初步的探讨。     

对接试板焊接残余应力实测与数值模拟

使用压痕法对两副对接试板进行了表面焊接残余应力测试,并通过焊接有限元仿真获得了对接试板焊接残余应力分布规律,对比分析了表面残余应力实测和数值模拟结果。分析结果表明,焊接残余应力数值仿真结果和压痕法实测结果趋势一致,数值相差不大,残余拉应力峰值实测为599 MPa,仿真结果为597 MPa,表明数值模拟方法可预测焊接残余应力;焊缝及热影响区最大纵向残余应力属于拉应力,而最大横向残余应力为压应力,横向残余应力峰值低于纵向残余应力峰值;等效应力(Mises应力)峰值792 MPa,高于试板材料在常温下的初始屈服强度,表明该材料具有明显的加工硬化现象。     

采石场空气间隔装药数值模拟及应用

为改善某道路工程所属采石场的爆破效果,进行了空气间隔装药爆破技术的研究与应用.首先,运用数值模拟手段对比了不同空气间隔装药参数下的爆破作用效果差异,发现当间隔比例较小时间隔段的峰值压力依然足以破碎岩石;其次,在现场进行试验并运用数字图像分析软件分析爆后岩石块度分布,结果表明采用1 m间隔长度可以得到良好的爆破效果;最后,综合数值模拟及现场试验结果,在该采石场采用1 m间隔长度进行空气间隔装药,实际应用取得了降低成本、减小爆破振动、提高爆破效果的成效.     

预变形对304L焊接组织的影响

基于某汽车公司提出的曲面焊接设计需求,研究了变形对焊接组织的影响。选用熔化极气体保护焊在奥氏体不锈钢304L的T型接头和变形钢板上焊接,寻求合理的变形后焊接参数并观察变形对焊接组织的影响。得到合理焊接参数为焊枪速率4mm/s,送丝速率2.5m/min,电压1 7V。在T型和变形后焊接中,焊趾分别处于应变为0%,30%的区域,观察到变形后焊接件中熔化区和部分熔化区范围减小,焊接接头碳化物沉积和晶间铁素体数量减小。304L变形后焊接获得了更为均匀的接头组织。     

大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力分析

目的 研究大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接,优化结构设计和工艺设计。方法 建立大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接数值分析模型,通过数值模拟的方法,定量分析大厚度奥氏体不锈钢筒体焊接变形和应力。结果 零件下部38 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.2 mm;零件下部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为2.0 mm;零件中部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.9 mm;零件上部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.8 mm。填丝激光焊接轴向收缩量为0.55 mm。焊接残余应力最大值在450 MPa左右,应力主要分布在焊缝附近。热处理后,焊接残余应力都有明显降低,最大残余应力从450 MPa左右降低到200 MPa左右,焊接残余应力范围存在一定程度减小;焊接残余变形变化较小,热处理后某些位置的变形略微有所增大。结论 模拟结果表明,大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力在可接受范围内,焊后热处理对释放残余应力有重要作用。     

轮式起重机吊臂筒体焊接变形分析及控制

目的 分析影响吊臂筒体焊接变形的因素及影响规律,从而找到吊臂筒体焊接变形的控制方法。方法 通过理论分析、数值计算、试验研究等手段,探讨吊臂经过摆搭、打底焊、焊接3道工序后,发生焊接变形的原因,得出焊接变形的控制方法。结果 轮式起重机吊臂的焊接,通过优化焊接工艺参数、焊接顺序及刚性固定,可以有效控制吊臂焊接变形。结论 对轮式起重机吊臂筒体摆搭、打底焊、盖面焊引起的焊接变形进行实物测量分析和有限元分析,然后根据分析结果得出,控制焊接变形的措施是有效的。     

核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝焊接温度场和应力-应变场模拟

目的 研究机加工和拉拔2种成形方式下得到的填充环对Canopy焊缝的影响,获取焊接焊缝成形、焊接残余应力和变形的相关数据,以指导Canopy焊缝焊接工艺。方法 采用数值模拟的方法,建立Canopy焊缝焊接数值分析模型,模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接残余变形。结果 拉拔成形环焊接熔池高度为9 mm,机加工成形环焊接熔池高度为8.3 mm;机加工成形环焊接最大残余应力为255.6 MPa,而拉拔成形环焊接最大残余应力为277.8 MPa,均出现在管座紧贴焊缝的位置;机加工成形环焊接残余变形为0.19 mm,拉拔成形环焊接残余变形为0.186 mm,最大残余变形均出现在焊接起始位置附近,在焊缝与管座交接的位置。结论 熔池形貌直接影响了热影响区域的大小,拉拔Y型环焊接熔池高度更大,焊接的热影响区域更大;拉拔Y型环焊接残余应力略大于机加工Y型环焊接残余应力;机加工成形环和拉拔成形环焊接残余变形相近。     

异种钢激光-电弧焊复合焊接数值模拟

目的研究异种钢激光-GMAW复合焊接温度场以及应力场变化。方法运用ANSYS有限元分析软件,以5 mm厚D500钢和A514钢为研究对象,采用均匀分布的柱体热源与椭球热源组合的方法,建立了激光-GMAW焊接热源模型,对异种钢激光电弧复合焊接过程进行了模拟计算,并与实验所得的焊缝形状以及焊后残余应力进行了对比。结果结果表明,异种钢激光电弧复合焊接过程焊接变形以及残余应力实验结果与数值计算结果吻合较好。结论验证了锥体加柱体热源与椭球热源的组合热源模型在异种钢激光-GMAW复合焊接温度场及应力场模拟中的适用性,从而为不同焊接工艺条件下异种钢激光-GMAW复合焊接的焊缝形状和尺寸预测,提供了一种有效的途径。