低匹配对接接头形状参数对三点弯曲应力集中系数的影响

弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标,基于有限单元法针对X形坡口低匹配对接接头三点弯曲形状设计,从材料力学方法角度出发,考察了双侧余高对称时低匹配对接接头的焊缝余高、盖面焊道宽度、焊趾过渡圆弧半径等形状参数对三个危险区弯曲应力集中系数的影响.结果表明,对母材与焊缝交界处突变区与焊缝底部中心区的影响规律为焊缝余高影响最大,盖面焊道宽度影响次之,焊趾圆弧半径影响最小;对焊趾部位影响规律为盖面焊道宽度的影响较大,焊趾圆弧半径和焊缝余高影响均较小.选择合适的形状参数可以提高低匹配接头弯曲承载能力.     

A7N01P-T5铝合金断裂韧度的厚度效应

采用国家标准GB4161-2007对高速列车承载底架焊接结构材料A7N01P-T5铝合金型材的断裂韧度KC进行了测试和分析,测试了3种厚度母材的KC,基于能量理论和线弹性力学提出A7N01P-T5铝合金断裂韧度随试样厚度变化关系KC(B)的解析公式,并进一步采用国家标准GB21143-2007的CTOD试验对其进行验证.结果表明,该公式具有较高的精度和普适性,可用于确定不同板厚材料的KC,将公式应用于不同壁厚条件下的焊接结构的完整性评定,以此节省人力物力,并大幅度缩短焊接结构完整性评定及结构剩余寿命的计算周期.同时为各种金属材料的KC获取提供通用性的方法和参考准则.     

预置横向挤压载荷法防止铝合金薄板焊接热裂纹

提出采用横向预置挤压载荷进行随焊同步防止铝合金薄板焊接热裂纹的新方法.对处于脆性温度区间的焊缝金属施加一适当的横向挤压载荷,可以减小焊缝金属凝固收缩时产生的横向拉伸应力和应变,使其总应变被限制在最低延性值范围内,改变了热裂纹产生的力学条件.建立横向预置压应力模型、采用弹塑性有限元方法阐明横向预置应力法防止热裂纹的原理,在自制的装置上对常规焊和横向预置压应力工艺条件下焊接试件裂纹率进行比较分析.鱼骨状裂纹试验结果表明:在加载宽度一定时,随着预置载荷的增加,在焊缝处产生的挤压应力也随之增加,裂纹率和裂纹长度逐渐降低,当横向预置压应力达到一定数值(0.3σ0.2)后,能够完全防止焊接热裂纹的产生.     

2A12T4铝合金焊接时拘束条件对热裂纹的影响

采用一种简便有效的热裂纹试验方法,在普通刚性焊接夹具上研究了拘束力和拘束距离对2A12T4铝合金焊接热裂倾向的影响.结果表明,保持拘束距离不变,随着拘束力的增加,焊接热裂纹率逐渐减小,当拘束力到达一定值后,热裂纹率趋于稳定;保持拘束力不变,随着拘束距离增加,焊接热裂纹率呈增加趋势.夹具对工件的拘束条件主要是通过影响焊件的回转变形程度和焊缝区金属的冷却收缩速度来影响焊接热裂倾向.

Abstract：

A simple and effective experimental method was adopted to investigate the effects of restraint force and restraint distance on hot cracking tendency during welding of 2A12T4 aluminum alloy on the common rigid welding fixture. Experimental results show that, under the condition of keeping restraint distance unchanged, the rate of hot cracks decreases gradually with increase of restraint force and finally well reaches a stable value when the reatraint force is great enough. Keeping the restraint force unchanged, the rate of hot cracks increases with increase of restraint distance. The influence of restraint condition on tendency of hot cracking through effecting the extent of externally-expanded deformation of weldtnent and the cooling speed of metals in and around the weld.     

空心阴极真空电弧基本特性的研究

研究了空心阴极真空电弧焊接(HCVAW)的一些基本现象和特性.研究表明,HCVAW电弧有两种基本电弧形态发散型和积聚型;采用铜阳极时,HCVAW电弧光谱主要是受激氩原子谱线和一次氩离子谱线组成.并讨论了氩气流量、弧长和空心阴极内径对电弧伏安特性的影响.     

关于焊接残余应力与应变问题的分析与探讨

传统的观点认为在焊缝及近缝区存在着残余压缩塑性应变,而近几年有学者提出焊缝不存在残余压缩塑性应变,只存在拉伸应力和应变,在焊后焊缝当中不可能存在残余压缩塑性变形,从而对消除残余应力的方法进行了重新论述,为了分析关于焊缝和近缝区纵向残余应力及纵向塑性应变的分布,采用数值模拟的方法对熔焊接头的应力和应变进行了分析和计算,结果表明,焊缝及近缝区存在着纵向残余压缩塑性应变,验证了传统观点的正确性,并就计算结果对有关残余应力与应变的因果关系及相关问题进行了分析和讨论.     

焊接过程数值模拟材料参量的确定

使用随温度变化的材料热—力学参量,研究了屈服强度、热导率、比热容、弹性模量、线膨胀系数、密度及泊松比7个热物理与力学参量对焊接残余应力峰值的影响.结果表明,屈服强度和热导率的变化范围较大,对纵向残余应力峰值影响显著;比热容、弹性模量、线膨胀系数和密度的变化范围较小,对纵向残余应力峰值影响不大;泊松比的变化范围与线膨胀系数和密度的相当,但对纵向残余应力峰值影响非常小.使用切条释放法对铝合金2A12-T4平板中纵向焊接残余应力模拟结果进行试验验证,模拟结果与试验结果吻合良好,证明了模拟结果的正确性.     

焊接顺序对整体叶盘圆度影响的有限元分析

采用多种软件的综合运用建立了整体叶盘的有限元模型,并基于焊接过程中温度之间相互影响程度选取了顺序依次焊接、90°和180°三种典型的焊接顺序,通过有限元分析的方法对不同焊接顺序产生的变形进行计算和分析.结果表明,以往使用的180°最远距离焊接顺序并不是最合理的焊接顺序,在相同的焊接工艺条件下,顺序依次焊接对整体叶盘圆度的影响相对较小.该分析结果说明在材料不同、焊接方法及结构不同的情况下,焊接顺序没有固定的模式,为整体叶盘及大型复杂结构件焊接顺序的合理选择提供了理论依据.     

铝箔机械热脉冲压焊研究

本文介绍了一种新的铝箔连接方法。通过在铝箔表面真空蒸镀铜的工艺措施,采用机械热脉冲压焊,实现了45μm厚的Al箔的大气环境下的连接。这种方法的实质是通过低熔共晶反应,在接合面上产生液相层。通过对脉冲变压器原边电压U、脉冲时间τ以及合理的镀层厚度δ之间的综合协调控制,可以控制中间液相层的厚度,并且能使1mm宽的焊点承受50-100g/mm的撕裂力。本文还通过金相显微镜,SMT等分析手段,对焊点的形成过程进行了初步分析。