不同横截面形式和焊道分布吊臂的焊接变形控制

借助有限元分析手段对不同横截面形式和焊道分布吊臂的焊接过程进行模拟,分析得到了吊臂的焊后变形情况,采用Metra SCAN激光扫描仪对模拟结果进行了验证。结果表明:吊臂整体变形趋势为向内收缩,焊缝位置附近上翘变形,峰值位置均位于自由端面焊缝位置处;焊道上下分布比左右分布得到的焊接变形更小。综合考虑焊道设计、折弯、拼焊、制造成本等因素,吊臂横截面形式为五边形为宜,焊道上下分布合理。模拟结果与试验结果误差控制在0.5 mm以内,证明了模拟结果的准确性。     

箱型梁焊接变形和应力三维数值模拟

利用有限元分析手段模拟箱型梁结构吊臂的焊接过程,得到吊臂的焊后变形和残余应力分布,采用Metra SCAN激光扫描和盲孔法进行试验验证。结果表明:整体变形趋势为向内收缩,焊缝位置附近上翘变形,峰值位置位于起收弧位置,最大变形量1.66 mm;焊缝位置附近残余应力大,应力峰值为459.9 MPa。模拟结果与试验结果误差控制在0.5 mm以内,仿真结果与盲孔法测量结果吻合较好,误差为26.1%,满足工程应用要求,证明了模拟结果的准确性。     

大面积拼焊平台结构的焊接变形预测

为了对大面积厚板拼焊平台结构进行焊接变形预测,首先进行了缩比件焊接试验,并测试了焊接过程中的角变形,然后进行了实际焊道数量及焊道集中分组后缩比件的焊接数值模拟,验证了焊接有限元模型输入的准确性及焊道集中分组方案的合理性;最后根据建立的焊道集中规则建立了平台结构的焊接有限元模型,进行了焊接变形的预测.结果表明,实际焊道数量及焊道集中分组后缩比件焊接角变形的数值模拟结果与测试结果一致,角变形约为1.6°,验证了将实际焊接工艺中15层27道简化为5层5道的焊道集中方案的准确性;平台结构的焊接变形表现为局部下塌或上凸的面外变形,是由上下坡口不对称产生的焊接角变形及底部钢架支撑作用共同产生的,面外变形范围为−5.2 ~ 4.4 mm.     

AP1000核电站主设备支撑焊接施工质量控制

AP1000核电站是先进的三代核电,主设备核一级支撑运行环境辐射性强,动载荷和冲击载荷频繁,工况恶劣,支撑安装焊接质量要求很高。焊接质量控制特点是:技术准备的前瞻性和严格执行工艺规程参数和工艺试验模拟验证的技术工艺措施。必须采取一定的工艺措施,通过模拟试验验证有效后,再用于实际产品的安装焊接。结合现场实际施工情况,对AP1000主设备支撑安装焊接过程质量控制进行阐述,有助于后续项目的焊接施工质量控制。     

基于弹性反变形法的连接杆焊接变形控制

基于热-机耦合热弹塑性有限元理论,利用MARC有限元分析软件对连接杆的焊接变形进行数值模拟,并进行焊接试验. 将数值模拟结果与试验结果进行比较,两者基本吻合,误差仅为4.8%,验证了有限元模型建立的准确性. 在此基础上,自行设计了弹性反变形工装. 对有反变形工装的连接杆进行数值模拟,并将最佳工艺参数应用于试验中,得到了理想的焊接样件. 结果表明,当未采用反变形工装时,连接杆的最大焊接变形量为9.85 mm;当采用反变形工装且中间和两侧弯环的下压量分别为7,4 mm时,最大的焊接变形量减小至1.73 mm,降低了82.4%,有效的控制了焊接变形.     

大型圆盘式结构转子支架现场焊接技术

针对大型分瓣圆盘式结构转子支架,为了降低制造成本并保证转子支架现场焊接后尺寸精度要求,通过对焊接变形趋势的分析,采取预先防焊接变形工艺措施和在焊接过程中控制变形趋势的方法,此方法在柘林电站大型分瓣圆盘式转子支架制造中进行了实践。结果表明,在现场焊接综合控制工艺措施下,焊接后尺寸精度符合设计要求;与传统工艺相比,取消了现场焊后加工的要求,达到了降本增效的效果,为以后同类型转子支架现场焊接提供了制造经验。     

轨道车辆用铝合金厚板焊接及数值模拟

对轨道车辆用6005A-T6铝合金厚板进行多层多道焊焊接工艺试验,分析焊接试件焊后出现较大的焊接变形的原因,并采用Sysweld软件对焊接变形及应力场进行了数值模拟.通过优化焊接工艺、调整正反面焊缝分布状态、设计合理的焊接反变形量,铝合金厚板的焊接变形得到了有效控制,并且最大焊接应力值降低了约12.2％.     

双馈风机导流栅焊接变形控制工艺

以风力发电中双馈机组使用的2A12-T4铝合金导流栅为试验对象，选择富氩混合气体保护焊工艺焊接导流栅，分析导流栅焊接的受力情况，并利用多工序连续仿真法，优化控制热输入、焊接时的固定方式、受力情况三方面的焊接工艺，通过Abaqus有限元软件仿真模拟焊接变形、应力，分析优化后的焊接工艺变形控制效果。试验结果表明：优化控制后，导流栅焊缝处未出现毛边和外溅现象，焊缝整齐、美观；焊缝上表面处的残余应力最高为35 MPa,最小值为-17.5 MPa,残余应力较小，有效缓解了导流板的焊接变形；3个方向上的最大变形位移为0.20 mm;最小变形位移为0.02 mm,焊接工艺优化控制效果良好。     

核岛反应堆压力容器大直径接管马鞍形焊缝焊接工艺

国内某核电项目反应堆压力容器大直径大壁厚接管马鞍形焊缝的焊接难度大,制造厂没有成熟的焊接经验。采用ANSYS分析该焊缝的焊接变形趋势,并计算焊接变形量,以选取合适的焊接工位、焊接参数及防变形工装,用于控制焊缝质量和焊接变形。设计并制作马鞍形焊缝模拟件,进一步验证并优化焊接工艺,确保大直径接管马鞍形焊缝焊接顺利完成。     

基于数值模拟技术制定汽车结构件的焊接工艺

汽车结构件焊后产生的焊接应力、焊接变形对产品的使用寿命、尺寸精度及零件的后序装配影响很大。通过数值模拟技术可以选择合适的焊接工艺方案,找出焊接应力、焊接变形对结构最有利的焊接工艺,从而使被焊总成的寿命提高、尺寸精度满足要求。文中以典型的汽车底盘件为例,利用数值模拟技术分析不同焊接顺序、焊接方向对结构中焊接应力、焊接变形的影响,并进行了试验验证。通过该项研究找到了一种采用数值分析技术制定汽车结构件焊接工艺的方法,有利于汽车结构件产品开发中设计工艺方案,提高产品开发进度。     

船用薄板焊接接头残余变形有限元模拟

运用热弹塑性有限元法,对不同焊接工艺条件下板厚6 mm的AH36钢薄板焊接接头残余变形进行了有限元模拟研究.结果表明,使用不同的焊接方法,纵向挠曲变形和角变形量发生显著变化,采用单一CO2气体保护焊,焊接残余变形量较小;采用CO2气体保护焊+埋弧焊的混合焊方法,焊接残余变形量有所增大;在焊缝背面施加雾化水冷,可以有效控制焊接残余变形,尤其对于控制采用单一CO2气体保护焊的角变形成效显著.为了验证有限元模拟结果的准确性,采用与有限元模拟完全相同的工艺条件对AH36钢薄板进行了焊接残余变形试验,试验结果与数值模拟结论存在一定误差,但基本变化趋势一致,表明采用有限元模拟技术可以预测AH36钢薄板焊接残余变形.     

不锈钢侧墙焊接有限元分析及变形控制

在轨道地铁车辆生产制造过程中,采用梁柱结构的不锈钢车体侧墙具有尺寸较大、焊接部位多等特点,如何预测和控制焊接变形,保证设计尺寸是轨道车辆制造工厂中迫切需要解决的课题。对侧墙单元焊后平面度情况进行长期跟踪测量,发现侧墙单元焊接变形规律;建立局部、整体有限元模型,使用有限元仿真软件对焊接变形进行仿真模拟,分析侧墙单元变形趋势原因,并提出施加焊前反变形和增加工艺横梁两种控制措施;验证该控制方法的可行性,对工厂控制不锈钢侧墙单元焊接变形具有重要意义。     

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟. 但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形. 由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形. 文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法. 针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置. 结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.     

汽车起重机吊臂焊接变形控制

吊臂是汽车起重机的关键结构件，焊接残余变形量的大小直接影响吊臂的承载能力、结构的尺寸精度和外观。在分析吊臂焊接残余变形的成因后，介绍了对变形进行的控制和调整采取的相应措施。     

电铆焊焊孔间距对货车侧墙焊接变形的影响

针对货车侧墙采用电铆焊焊接时的变形控制问题,文中采用组合热源模型对电铆焊热源进行了模拟,并验证了模型的准确性,取适当的电铆焊接头并通过顺序热力耦合计算了其固有应变,利用固有应变通过弹塑性有限元法研究了焊孔间距对货车侧墙结构焊接变形的影响,并对模拟结果进行了验证。结果表明:在试件底板中央焊接变形最大,顶角位置的焊接变形最小;随着焊孔间距的增大,试件的焊接变形减小;模拟结果与试验结果吻合。     

基于正交试验的旋挖钻机钻桅焊接工艺优化

旋挖钻机桅杆是非常典型的细长杆焊接结构件,作为其它零件的支撑构件,对其截面形状和轴线直线度有较高的精度要求,因此要严格控制其焊接变形。本文运用正交试验设计方法,以焊接变形量作为评价指标,以焊接电流、焊接电压、焊接顺序和反变形量为考核因素,对桅杆焊接的工艺参数进行了优化试验设计。结果表明:焊接顺序对焊接变形量的影响最为显著,反变形量次之,焊接电流和焊接电压影响较小。为优化旋挖钻机桅杆焊接工艺,有效控制焊接变形提供了工艺参考。     

反向变形约束在梁类件焊接变形控制中的应用

为减小梁类件焊后变形,通过施加反变形量来控制焊接变形。以某车型横梁为例,首先分析未采取反向变形约束状态下横梁的焊接变形,得出横梁在自由状态下的焊接变形规律及数值,并进行实物验证;然后预设了5种反向变形约束方案,分别进行模拟分析,并通过数值模拟寻优,确定出最佳反变形量施加的位置和量级。结合分析结果,以试制的方式对所提及的算法进行验证,并制作一套柔性焊接工装夹具,在反变形施加位置加紧约束,通过调整夹具上垫片厚度来调节反变形的施加量。通过实物验证,当反变形量为4 mm时,焊后变形量在1 mm以内,与模拟分析结果吻合。该方法可有效控制梁类件的焊后质量。     

钢箱梁焊接变形预测与控制研究

为了预测和减少钢箱梁焊接变形,首先采用热弹塑性有限元法和焊缝收缩力法对T形焊接接头进行了焊接变形模拟,并对计算结果进行了分析和试验验证,证实了焊缝收缩力法的可行性;其次运用焊缝收缩力法分别研究了底板和钢箱梁的焊接变形,重点分析了焊接顺序对焊接变形的影响,优化焊接工艺,为生产实践提供了可靠的参考依据。     

基于"局部-整体"映射法的焊接装配变形数值仿真

焊接的非平衡加热、冷却过程导致产生焊接应力与变形,而焊接残余变形是影响结构设计完整性、制造工艺合理性和结构使用可靠性的关键因素.本文基于"局部-整体"映射法.模拟了局部模型为T形接头角焊缝的局部塑性应变,并把结果用于薄壁箱形梁的焊接装配变形数值仿真,同时对不同焊接顺序产生的残余变形情况进行了分析和探讨,并将预测结果与焊接工艺试验结果进行了对比验证,二者吻合很好,从而为研究焊接顺序对大型焊接结构变形的影响提供了一种方法.     

PDC钻头焊接强度的有限元分析

基于有限元软件ANSYS对金刚石复合片(PDC)钻头焊后接头进行数值模拟,分析了焊接接头在不同焊缝厚度时残余应力大小及分布情况,并做了试验验证,其模拟结果与试验结果基本吻合.该分析方法为制定焊接工艺以控制残余应力提供了一定指导作用.