焊接热过程和冶金过程

20091029傅立叶变换在熔池图像特征提取中的应用/高向东…//焊接学报.-2008,29(8):13~16成功研制出多功能焊接热模拟软件,该软件以实测和经典的数学模型为基础,应用Labview8.2和STEP7进行编程。用该软件绘制焊接热循环曲线,操作界面简单易行。针对多道次焊接热模拟试验设计的道次间隔时间参数,可以保证试验时每一个道次的初始温度与设定值相一致,有效地改善了以往焊接热模拟试验的不足。软件凭借其稳定性、可靠性、快捷方便性,应用于国产MMS系列热力模拟实验机,完善了国产热力模拟实验机的功能,进一步拓宽了其应用领域。图720091030基于热模拟法的轧辊用钢Cr5的焊接性研究/谭永刚…//电焊机.-2008,38(7):42~46Cr5钢轧辊的广泛使用为与之相对应的局部堆焊修复工艺的研究提出了新的要求。应用Gleeble-1500D焊接热模拟试验机对轧辊用钢Cr5进行热模拟试验。通过对Cr5钢在不同焊接热循环过程中体积变化的研究,绘制了试样的轴向膨胀-温度(ΔL-T)曲线。利用该曲线研究了预热温度、冷却速度等因素对Cr5焊接性(主要是焊接裂纹)的影响规律及机理,同时对试样的显微组织进行了分析。研...     

焊接热过程和冶金过程

20091029傅立叶变换在熔池图像特征提取中的应用/高向东…//焊接学报.-2008,29(8):13~16成功研制出多功能焊接热模拟软件,该软件以实测和经典的数学模型为基础,应用Labview8.2和STEP7进行编程。用该软件绘制焊接热循环曲线,操作界面简单易行。针对多道次焊接热模拟试验设计的道次间隔时间参数,可以保证试验时每一个道次的初始温度与设定值相一致,有效地改善了以往焊接热模拟试验的不足。软件凭借其稳定性、可靠性、快捷方便性,应用于国产MMS系列热力模拟实验机,完善了国产热力模拟实验机的功能,进一步拓宽了其应用领域。图720091030基于热模拟法的轧辊用钢Cr5的焊接性研究/谭永刚…//电焊机.-2008,38(7):42~46Cr5钢轧辊的广泛使用为与之相对应的局部堆焊修复工艺的研究提出了新的要求。应用Gleeble-1500D焊接热模拟试验机对轧辊用钢Cr5进行热模拟试验。通过对Cr5钢在不同焊接热循环过程中体积变化的研究,绘制了试样的轴向膨胀-温度(ΔL-T)曲线。利用该曲线研究了预热温度、冷却速度等因素对Cr5焊接性(主要是焊接裂纹)的影响规律及机理,同时对试样的显微组织进行了分析。研...     

9Ni钢焊接温度场的数值模拟

采用SYSWELD有限元计算软件,时9Ni钢多道多层焊的焊接温度场进行了数值模拟,并实现了焊接材料逐步填充的模拟,计算结果与试验结果非常一致.利用一次回归正交试验,研究焊接热输入和层间温度对焊接热影响区的热循环的影响.结果表明,焊后冷却时间t8/3和高温停留时间tH随着焊接热输入和层间温度的增加而增大.焊接热输入对t8/3和tH的影响较为显著,根据焊接生产实际条件,应采用小的焊接热输入.     

高温合金钢中厚板热轧有限元模拟

根据热模拟实验机上获得的试验数据，在MARC软件中建立了高温合金钢IN718的材料数据库。采用弹塑性热力耦合有限元法模拟了高温合金钢IN718中厚板多道次热轧过程，得到了各道次轧制力。模拟结果表明，高温合金IN718的轧制力较普通钢板大很多，有限元模拟值与工程计算值吻合很好。     

多次热循环对9Ni钢热影响粗晶区低温韧性的影响

采用焊接热模拟、电子显微分析、力学性能测试等技术手段,研究了国产9Ni钢在多种焊接热输入条件下焊接热影响粗晶区的低温韧性,讨论了多次焊接热循环对9Ni钢焊接热影响区组织性能的影响规律,以及不同焊接热过程中的组织特征和脆化倾向.研究结果表明,9Ni钢并不适合采用单道焊,在多道焊接过程中,后续焊道的热作用可以良好地改善其低温韧性,粗大晶粒组织的重结晶是提高低温韧性的主要因素.     

Q345钢对接接头残余应力与变形的预测

以ABAQUS软件为平台,开发了用于模拟多层多道焊接头温度场、残余应力和焊接变形的热-弹-塑性有限元计算方法. 利用所开发的计算方法对板厚为16 mm的Q345钢平板对接接头的温度场、应力场和变形进行了数值模拟. 采用试验方法测量了对接接头的残余应力和角变形. 试验结果与数值结果比较吻合,验证了所开发方法的有效性. 结果表明,在板厚相同的条件下角变形和横向收缩随着焊接层数的增多有增大的趋势;焊缝附近的纵向拉伸应力区域分布范围随焊接层数的增加略有减小;焊接层数对纵向残余应力的峰值影响较小.     

5A06铝合金扫描激光填丝焊接头变形及应力分析

以30 mm厚5A06铝合金为研究对象,基于SYSWELD有限元分析软件,根据热-弹-塑性理论,建立5A06铝合金扫描激光多层多道焊接接头有限元模型,对其焊接接头的温度场、残余应力及变形进行模拟计算,并进行了试验验证. 模拟结果表明,窄间隙激光填丝焊每个道次的热输入量较小,不会造成热影响区晶粒长大. 焊缝横向残余应力最大值出现在接头靠近下表面的区域,约为130 MPa;靠近上表面处的纵向残余应力最大. 厚度方向上残余应力值较小. 通过与实测值对比,残余应力及变形的模拟值与实测值基本一致,可对接头的残余应力分布及焊后变形进行预测分析.     

Q345FRE高铌耐火钢模拟焊接热影响区高温拉伸性能

采用热模拟方法,在Gleeble-3500试验机上进行了Q345FRE耐火钢在单道次不同峰值温度、多道次不同峰值温度、不同t_(8/5)时间下热影响区的600℃高温拉伸试验,研究了不同状态下热影响区的高温拉伸性能、二次高温拉伸及其变化规律。研究结果表明,在单道次和双道次的焊接热影响区中,模拟峰值温度870℃的不完全重结晶区,其600℃的高温屈服强度和抗拉强度最低;模拟峰值温度1 320℃的粗晶区,其600℃高温屈服强度和抗拉强度最高且高于母材的强度;模拟不完全结晶区,焊接热输入(t_(8/5)时间)对600℃高温屈服强度和抗拉强度的影响无明显规律,且当t_(8/5)≤80 s时,二次过火的热模拟不完全结晶区的强度没有降低。     

耐热钢焊接温度场的有限元模拟

基于大型有限元软件ABAQUS,对耐热钢焊接接头的温度场进行了数值模拟。计算中考虑材料物理性能随温度的变化,并运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。结果表明,所建立的模型可以较准确的模拟耐热钢焊接温度场。针对Cr-Mo耐热钢易于在热影响区产生Ⅳ型裂纹的现象,对热影响区的温度场进行了分析,并运用试验数据对热影响区的模拟结果进行了验证。     

焊接顺序对Q370qE桥梁钢焊接残余应力的影响

利用数值模拟和试验的方法,采用考虑材料性能、双椭球体积热源的顺序耦合热力有限元模型研究了焊接顺序对Q370qE桥梁钢十字接头残余应力的影响.通过对比数值模拟和小孔法实验测得的焊接残余应力,验证了有限元模型.针对实际焊接时所选择的焊道焊接方向,对十字焊接在不同焊接顺序下的残余应力进行模拟.结果 表明,焊接顺序显著影响十字...     

Determination of the main characteristics of the temperature field for the evaluation of the type of solidification of weld metal in fusion welding

This article presents a study on heat transfer phenomena in the process of rapid prototyping by metal deposition in successive layers using arc welding, also called 3D welding. The main goal is to develop a simplified model and understand the heat transfer process and its relations with the welding parameters, in order to enable a control of the thermal cycles that the deposited material will be subjected to. The numerical model was validated by means of simulating specific cases for which analytical solutions are available. From the equations of the model, dimensionless parameters were defined, among which the so-called π₁ dimensionless group can be cited, mainly related to welding speed. Some numerical experiments were carried out to observe the influence of this group on the maximum and mean temperatures, and on the amplitudes of the thermal cycles to which the piece is subjected.     

2219铝合金电子束焊接匙孔演变过程的数值模拟

文中主要借助Fluent软件,基于有限体积离散方法建立了2219铝合金电子束点焊熔池传热、流动和匙孔演变的二维耦合数学模型.在模型中,考虑了表面张力、Marangoni剪切力、流体静压力、金属蒸气反冲压力的作用,并采用VOF(volume of fluid)方法跟踪了匙孔的形成与演变过程.结果表明,反冲压力钻取和涡旋输运的综合作用是匙孔加深的根本原因;沿深度方向热源功率密度的降低会导致前者钻取速度的减小.铝合金的点焊工艺试验表明,数值计算结果与实际吻合较好.     

基于有限元法的电阻点焊电极热输入机理

为了探明点焊过程中通过电极散失热量的过程和机理,展开了对电阻点焊电极热输入机理问题的分析和研究,基于有限元法(FEM)提出并建立了电极热输入计算模型,并根据模拟仿真策略对电极瞬态热输入的成分和大小进行了分析和探讨,最后通过试验验证了分析的结论.结果表明,点焊过程中散入到电极的热可分为电阻热和传导热两部分,电阻热流的变化规律与焊接电流一致,而传导热流则在电极输入热中占主导地位.此工作有助于电极散热和焊接质量控制等方面的研究.     

轨道车辆用铝合金近距离焊缝焊接及数值模拟

对焊缝间距40 mm和30 mm的轨道车辆采用6082-T6铝合金板材进行近距离焊缝多层多道焊接试验。通过VT、RT等无损检测手段检验了焊接质量,进行弯曲、拉伸等试验分析了焊接接头的综合力学性能,并结合sysweld软件对焊接热源及应力场进行了数值模拟。结合模拟结果表明:焊缝中心距离为30 mm时,焊接质量、拉伸强度和弯曲性能均能达到标准要求,抗拉强度较焊缝间距60 mm的普通焊接接头下降了近10%,重叠热影响区(HAZ)的显微硬度比间距40 mm时下降约7.02%,最大焊接应力148.499 MPa发生在交汇的HAZ内,近距离焊缝接头的综合力学性能满足设计使用要求。     

高能束焊接数值模拟可变新型热源模型的建立

基于电子束等高能束焊接熔池非旋转对称性以及深宽比较大的"钉头"焊缝特征,为更好地模拟焊缝形状,提高焊接模拟计算精度,建立了一带拐点的形状可变的双椭圆衰减体热源模型;新型热源模型形状的可转化性使其具有了可同时用于高能束焊接和一般焊接的通用性;模型建立过程中,对其前后能量的分布给出了明确的函数表达式,利用有限元分析软件对比分析了新型热源模型和其它几种热源模型的温度场的模拟结果,验证了其熔池形态的合理性及该热源的可扩展性.     

基于ANSYS的车身柔性件点焊装配应力分析

采用通用有限元分析软件ANSYS对点焊装夹过程中垂直装夹间隙、水平装夹间隙和焊点个数等因素对焊点部位最大应力的影响进行分析.采用ANSYS的参数化设计语言建立有限元分析模型,将上述影响因素通过定义变量的形式进行参数化,使用ANSYS内置的点焊模拟功能创建点焊集,同使用耦合自由度的传统点焊模拟方法相比,该方法考虑点焊半径和焊点强度等因素,而且使用很方便.结果表明,同垂直装夹间隙相比,水平装夹间隙对焊点部位影响较大;随着焊点个数增多,有效连接面积增大,单个焊点部位最大应力降低.     

热源形状参数对薄板焊接残余应力和变形的影响

采用热-弹-塑性有限元方法模拟焊接残余应力和变形时,对于移动热源模型形状参数的选取,在大多数情况下大都是根据研究者的经验来确定.然而对于热源模型形状参数对焊接残余应力和变形的影响尚不十分明确.基于ABAQUS有限元软件,以高强钢SM490A单道TIG焊为例,通过建立三维有限元模型和采用双椭球体积移动热源模型,研究了热源模型形状参数对焊接残余应力和变形的影响.结果表明,热源模型形状参数对焊接残余应力影响较小,而对焊接变形,尤其是对角变形有一定程度的影响.     

Simulation on temperature field of TIG welding of copper without preheating

1 Introduction Fusion welding of red copper easily leads to many defects, such as backing’s lack of fusion, groove’s hard of through-welding, bad surface forming. All these have relations with thermophysical performances of red copper. The heat conduct…     

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.