基于点热源的GMAW热输入分布模式及应用

分析比较了三种基于点热源的熔化极气体保护焊(GMAW)热输入分布模式,并结合移动点热源作用下焊接温度场的瞬态解分别对其进行了计算,通过焊缝横截面熔合线几何形状计算值与实测值的比较,对三种热输入分布模式进行了评估.利用所建串热源模型模拟了Q195低碳钢和JG590低合金钢GMAW焊缝横截面熔合线的几何形状,进行了Q195钢和JG590钢的GMAW工艺试验,通过焊缝横截面熔合线的几何形状对所建模型进行了试验验证.采用计算和试验相结合的方法,分析评价了目前常用的t3/5计算公式,利用JG590钢焊接温度场的计算结果,结合JG590钢的焊接连续冷却组织转变图,成功地预测了焊接接头熔合区的组织及硬度.     

基于改进热源模型的铝合金MIG焊数值分析

采用CMOS高速摄像机检测和分析铝合金熔化极气体保护焊(MIG焊)熔滴过渡行为,确定MIG焊熔滴的过渡频率和速度.在理论分析MIG焊热源特性、热作用模式以及焊缝形貌前提下,从宏观焊接热过程出发,提出并开发了适用于MIG焊的组合体积热源分布模式,MIG焊电弧被处理描述为经典的双椭球体热源模型,熔滴能量作用模式被表示成均匀球体热源模型.同时,在均匀球体热源模型中加入了熔滴热能和动能,实现了熔滴对MIG焊熔池冲击作用的影响.基于上述热源模型,建立了铝合金MIG焊温度场有限元模型,对厚板铝合金MIG焊温度场进行了模拟.结果表明,模拟获取的焊缝熔合线走势及形貌和实际焊接结果相吻合,证明开发的热源模型能够准确描述MIG焊指状熔深特性和热传导过程.     

高速MAG中厚板打底热源有效利用率的优化研究

基于厚板MAG高速焊接热源有效利用率低的问题,本文采用double-MAG焊接技术对20 mm厚Q235钢板进行打底焊工艺试验,以热源有效利用率为衡量标准,利用田口法对影响焊接质量的4个工艺参数(焊接电流、焊丝伸出长、保护气体流量、根部间隙)进行优化设计。通过信噪比分析,获得最佳工艺参数,并进行方差分析,结果表明:焊接电流和焊丝伸出长对热源有效利用率影响较大,在最优工艺参数下试焊,焊缝成形质量良好,经无损检测无气孔、裂纹缺陷;拉伸断口位于母材处,表明焊缝抗拉强度符合性能要求。     

激光焊接圆锥体热源模型及参数研究

激光焊过程中包含了一系列复杂的物理、化学反应现象.为合理描述激光焊温度场,采用圆锥体热源模型,用有限元分析软件ANSYS对激光焊温度场进行计算模拟,得到相应的温度场分布及焊缝熔深、熔宽.计算结果表明,所用圆锥体热源模型能较好符合试验结果,有效反映实际激光焊过程.同时根据试验测得的焊缝形状,结合数值模拟,用反演方法给出了模型参数的计算公式.该公式可以实现一定焊接工艺条件下确定激光焊接圆锥体热源模型的参数,并方便进行激光焊温度场模拟和焊缝宽度的预测.     

焊接接头的特征区域与焊接裂缝

一、前言金属与合金的熔化焊接是简便而有效的热加工工艺之一,因而在机械制造中得到了越来越广泛地应用。众所周知,熔化焊过程实际上是小型的局部冶金过程,在焊接热源作用下使填充材料和被焊金属熔化,通过熔融金属的凝固     

摆动操作对铝合金焊接接头组织和性能的影响

分别采用摆动焊与不摆动(直线)焊进行了12 mm厚7系铝合金的脉冲熔化极气体保护焊焊接,并对比分析了焊接接头显微组织和力学性能。显微组织分析表明,摆动焊时打底焊道只有少量柱状晶组织,其余均为较粗大的等轴晶组织,而不摆动焊打底焊道几乎全部为柱状晶组织,填充焊道和盖面焊道为较细小的等轴晶组织。力学性能测试结果显示,摆动焊接头抗拉强度、屈服强度均小于不摆动焊接;摆动焊时焊缝显微硬度值波动比不摆动焊大;摆动焊焊缝中心冲击功与不摆动焊差别不大,但热影响区的冲击韧性略高。以上结果是由于摆动焊接中热源沿焊缝方向移动速度慢,母材熔化多,热输入大导致的。     

Nd:YAGCW激光热传导焊Ⅰ.温度场三维解析计算

激光热导焊是激光焊接中一种重要的焊接模式 ,广泛应用于薄件的焊接中。焊接温度场以其为焊接过程最直接的外在表征而成为焊接过程研究的一种常用的研究手段。通过连续波激光热导焊温度场解析计算对激光热导焊进行了研究 ,建立了激光热导焊温度场的三维解析模型 ,并讨论了利用模型对焊缝熔合线进行计算。最后基于焊缝熔合线尺寸试验值和计算值的比较对温度场解析模型进行了验证 ,验证试验结果表明所建立的激光热导焊温度场三维解析模型能够较为准确地计算出焊缝熔合线的尺寸     

铝合金壳体及其橡胶密封圈焊接温度场数值模拟

采用有限元法对方形电容器铝合金壳体焊接结构在密封焊过程中的温度场演变规律进行模拟计算。在实际构件上截取焊缝试样进行宏观观察,确定焊缝的几何参数;在热扩散仪上对材料的热导率和比热容进行测试,获得有限元计算所需准确的材料热物理参数;在材料试验机上对材料进行高温拉伸试验,通过多个温度点的应力应变曲线判断材料的熔点温度。有限元计算结果表明,随着焊接热输入的不断累积,焊接峰值温度的升高会对橡胶元器件造成一定影响,合理控制工艺参数可以避免焊接温升造成的橡胶元器件损坏。     

激光焊接热循环的试验分析

在标定测试的基础上,利用最小二乘法拟合得到了热电偶的热电特性方程.通过设计焊接绝缘夹具及补偿温度测量值的动态误差,试验得到焊缝热影响区的实际热循环曲线.将高温等离子体简化为点热源,薄板焊接时的热源简化为线热源,采用叠加原理建立激光焊接高强度钢板的热循环数学模型后,对模型进行解析计算,获得了热影响区的理论热循环曲线.通过实测热循环曲线与理论曲线的对比、实际焊缝宽度与理论焊缝宽度的验证后认为,点线热源模型能反映激光焊接高强度钢板的热循环过程,为激光焊接的深入研究奠定了基础.     

高氮钢激光-MIG复合焊温度场数值模拟

提出了一种修正的曲线峰值递减锥体热源+峰值递增柱状热源的复合式热源模型,采用该热源模型进行高氮钢激光-电弧复合焊温度场数值模拟,获得高氮钢激光-电弧复合焊焊接过程温度分布。结果表明,修正的热源模型能够对高氮钢激光-电弧复合焊焊缝成形进行较好的表征,模拟计算得到的熔池轮廓与实际测量值吻合较好。由于电弧减缓了材料的冷却速度,熔池呈现泪滴状拖尾,可以较好地表征熔池移动行为。采用模拟计算分析得到的优化工艺参数进行焊接试验,焊后接头力学性能测试结果表明,焊缝最高抗拉强度为1 049 MPa,达到母材的95.4%,焊缝冲击吸收功可达母材的87.5%,为高氮钢激光-电弧焊接工艺的制订提供了指导。