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.     

线圈-薄板体系中线圈参数对电磁力的影响

基于电磁力随焊控制焊接应力应变新思想,采用ANSYS软件模拟了平面螺旋线圈一薄板体系的电磁力,分析了线圈几何参数对电磁力的影响。结果表明,电磁力主要作用于线圈在板坯的投影处。随线圈外径的减小,电磁力峰值增大,轴向力峰值位置呈线性内移。随线圈内径的增加,径向电磁力峰值增大,轴向力峰值先增大后减小,轴向力峰值位置先不变后外移。径向力换向位置随内外径的变化规律与轴向力峰值位置相似。随着导线宽度的增加,电磁力增大。在电磁力随焊控制焊接应力应变时,应该选择具有较小外径和合适内径的线圈,并需要引入磁介质,以增大电磁力。     

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.     

碳弧气刨温度场的三维有限元模型

为了分析碳弧气刨过程的温度场分布特征,根据碳弧气刨过程特点,结合"单元死活"技术,建立了一个既考虑电弧热作用又考虑材料去除的碳弧气刨温度场三维有限元模型.在此基础上,对碳弧气刨温度场的特点进行了分析.计算结果表明,电弧强烈的热作用使坡口附近产生了很大的温度梯度,而材料的去除使得该处的温度梯度变得更为剧烈.有限元结果和实验结果对比表明,本文建立的碳弧气刨温度场有限元模型是正确的.     

OCr18Ni24Mo6N奥氏体焊缝金属循环塑性变形的力学本构关系

针对OCr18Ni24Mo6N奥氏体焊缝金属开展了系列应变幅的循环加载试验,并分析了循环应力应变特性.结果表明:循环塑性变形条件下表观弹性模量随应变幅的增大呈线性降低特点;循环塑性应变显著降低屈服强度,且屈服强度随应变幅的增大呈线性降低特点;塑性变形段的真应力和真应变塑性分量满足单对数强化弹塑性本构关系,并建立了OCr18Ni24 Mo6N奥氏体焊缝金属循环应力应变本构方程.     

虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究

介绍了将焊接有限元方法引入虚拟制造环境的新思路.将焊接过程的有限元分析集成到虚拟制造环境中,支持产品从机械加工到焊接成型全过程的设计,对需要进行焊接加工的产品实现虚拟设计过程,在实际焊接之前,设计焊接路径,规划焊接顺序,有效预测焊接应力场、温度场,焊件的变形情况,完善虚拟制造内涵,并指导实际生产.     

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。