Study on stress and deformation of keyhole gas tungsten arc-welded joints

Keyhole gas tungsten arc welding(K-TIG)of Q345 low alloy steel plates was simulated by using SYSWELD software.The temperature field of the K-TIG welding process was simulated with three different combined heat sources and was compared with the weld profile that was obtained experimentally.The temperature field that was obtained by a combination of a double ellipsoid heat source on the upper half and a three-dimensional Gauss heat source on the lower half was similar to the real situation.The effects of plate thickness,gap and welding speed on the deformation and stress of the K-TIG welded joints were investigated by K-TIG welding numerical simulation.A reduction in the thickness of the weld plates reduced the z-direction deformation and transverse residual stress;an appropriate gap reduced the residual stress and an increase in the welding speed reduced deformation after welding,but did not help to control the residual stress after welding.     

复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

摘要： 激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。 创新点： (1)对不同复合传感技术的特点进行总结及对比分析。 (2)对商用复合传感器监测产品的原理进行分析及应用实例介绍。     

K-TIG焊接接头的应力与变形

采用SYSWELD软件对Q345低合金钢板的匙孔型钨极气保焊（keyhole gas tungsten arc welding,K-TIG）焊接过程进行了模拟,选用了3种形式的组合热源对K-TIG焊接过程的温度场进行数值模拟,并与实际焊缝轮廓进行对比,发现采用上半部分双椭球热源和下半部分3D高斯热源的组合热源所得温度场与实际情况较为相似.并通过K-TIG焊接数值模拟,分别研究板厚、间隙和焊接速度对K-TIG焊接接头变形和应力的影响.结果表明,减小焊接板厚有利于减小焊后z向变形和横向残余应力,留出适当的间隙有利于减小焊后残余应力,增大焊接速度有利于减小焊后变形,但不利于控制焊后残余应力.     

X70管线钢在役焊接损伤演化模型与数值模拟

以X70管线钢为研究对象,进行了不同温度和应变速率下的高温拉伸试验,获得了初始损伤阈值应变、临界损伤断裂应变、临界损伤值等损伤模型参数,建立了基于BONARO模型的损伤演化方程;模拟在役焊接损伤演化过程,并与在役焊接试验结果对比,研究介质压力、壁厚对在役焊接损伤演化行为的影响规律,研究发现在役焊接过程中,熔池下方内壁处最大熔深处后方1 ~ 2 mm区域为失效高风险区,损伤值在壁厚方向上由熔合线向内壁递减,管内介质压力的减小、壁厚的增大都会在一定程度上减小在役焊接过程中熔池下方的损伤值,从而减小烧穿失效的风险.     

微织构特征对铝合金-CFRTP激光焊接头力学性能的影响

该文研究了激光毛化微织构特征对铝合金-CFRTP激光焊接接头性能的影响,分析了激光毛化微织构的作用机理.结果表明,利用激光毛化技术可以在铝合金表面构建微织构,获得成形良好且性能优异的铝合金-CFRTP激光焊接搭接接头,接头处形成了有效的异种材料紧密嵌合.随着激光毛化微织构深宽比的增大,熔融CFRTP在铝合金表面微织构中由全部填充转变为部分填充,接头拉伸剪切性能呈现先增大后减小的趋势,接头失效机制呈现“混合断裂(粘附断裂+内聚断裂)-CFRTP母材断裂-混合断裂”的变化.当深宽比达到1.2～1.6时接头拉伸剪切性能值最大,此时断裂位置位于CFRTP母材.激光毛化微织构对铝合金-CFRTP接头强化机理为增强CFRTP在铝合金表面的机械嵌合作用,以及激光毛化微织构产生飞溅的“钉扎”作用.     

碳纤维增强复合材料与6061铝合金激光连接仿真

为研究碳纤维增强复合材料和铝合金搭接激光焊接过程的温度变化规律，文中以6061铝合金和碳纤维增强尼龙66复合材料(CF/PA66)为研究对象，建立了基于热传导的有限元模型，使用SYSWELD软件对两种材料搭接激光焊接过程进行数值模拟，并通过试验验证了模型的准确性；在此基础上研究了激光功率、焊接速度、搭接宽度、冷却条件、工装导热条件对接头温度场的影响规律；研究发现，CF/PA66树脂熔化区域随着激光功率的增大而增加，随冷却速度的增大而减小，同种工艺参数下材料搭接尺寸对界面树脂最大熔化宽度无影响，水冷条件能够显著降低CF/PA66树脂熔化量，导热材料热导率越大，对PA66树脂熔化量的降低作用越显著.