铝合金激光焊接残余应力与变形研究

对Al-Mg-Mn合金冷轧板进行激光焊接,分别采用X射线衍射和计算两种方法进行焊接残余应力评价,并对焊件的应变做了分析。结果表明:建立的模型适合此类焊接的仿真计算,铝合金焊件中,残余应力的作用范围主要在焊缝中间段和两端部位,垂直于焊缝方向应力作用范围很小。整个焊件上,应变主要发生在焊缝及其附近区域。     

扭转梁后桥焊接残余应力与变形研究

建立了扭转梁后桥的有限元模型,利用热弹塑性分析理论,通过SYSWELD软件分析它的应力和变形。结果表明,后桥的最大残余应力为725.5 MPa,它位于肋板与横梁相连的焊缝区域上,焊缝及其附近区域均出现较大残余应力,在329.8~527.6 MPa范围内,横梁上除焊缝区域外的残余应力在0~263.8MPa之间,离焊缝较远的区域残余应力都相对较小,如套筒、纵臂上离套筒较近的区域、弹簧座中间等。最大变形位于横梁的离焊缝不远的两侧区域以及肋板与两个弹簧座相连的两边边缘区域上,最大变形量为0.91 mm;焊缝及其附近区域的变形都相对较大,在0.50~0.75mm之间;在后桥的约束部位,如横梁中部、套筒等和离焊缝较远的部位的变形相对较小。此研究结果可用于指导后桥的实际生产。     

单双面焊接结构的温度场

针对T型板单、双面两种焊接结构的焊接温度场分布的异同问题,建立了两种焊接结构的有限元模型,利用焊接热过程分析理论,通过SYSWELD分析比较两者的温度场云图和焊趾线上温度热循环曲线。结果表明,焊接过程中双面焊熔池的最高温度比单面焊熔池的最高温度高约150℃。单面焊焊趾线上选取点的最高温度达到1 460℃~1 500℃;对于双面焊,由于第一道焊缝焊接时对第二道焊缝的预热作用,使得在第二道焊缝未焊接时E2~H2点的最高温度就达到约550℃,且选取点的最高温度为1 700℃~1 750℃。此研究结果可指导实际生产中焊接结构的选择。     

不锈钢管焊接残余应力与变形仿真分析

基于计算机仿真技术,定义随温度变化的材料热物理属性,建立316不锈钢连续油管对接焊接轴对称模型,分析焊接速度对焊后油管接头的残余应力和变形的影响。结果表明,在连续管道焊接过程中,焊接速度影响焊接温度场和焊后残余应力的分布;油管内壁最大残余压应力出现在距离焊缝中心22 mm接近母材的位置处,且轴向应力和环向应力的变化同步,油管外壁环向应力和轴向应力变化不同步;随焊接速度的增加,油管外壁残余应力逐渐增大,内壁残余应力和焊接变形逐渐减小,焊接变形可释放部分焊接残余应力,在一定程度上可降低焊后残余应力。     

铝合金车体结构焊接残余应力研究

采用X射线衍射法(iXRD)对铝合金部件的焊后、调修、部件组装后及其调修和部件喷丸后的焊接残余应力进行无损测量,研究铝合金部件的焊接残余应力分布情况及其变化规律,验证喷丸工艺调整焊接残余应力措施,为调整铝合金焊接残余应力的工程化处理方法和焊接接头辅助增强的工程技术提供数据支撑,以改善焊接接头的抗疲劳性能.研究结果表明,...     

AP1000核电站主管道焊接变形与残余应力研究

与"二代加"核电站相比,AP1000核电站主管道首次采用TP316LN控氮奥氏体不锈钢的整体锻造技术。本文通过主管道试件焊接变形与残余应力测试,为主管道安装设计提供技术支持。试验表明,主管道在焊接过程中焊接变形主要集中于焊接的初始阶段,焊接1/4厚度时,变形量为4 mm左右,焊接完成后,焊缝收缩量高达6 mm。盲孔法测试结果表明,主管道焊接残余应力主要集中于热影响区,轴向应力略高于环向应力,高达245 MPa。     

焊接顺序对T形接头残余应力和变形的影响

采用有限元热弹塑性分析方法对T形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟T形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序T形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对T形接头的残余应力和...     

焊接层数对焊接残余应力和变形的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台,应用生死单元技术模拟焊缝金属填充过程,对Q345R钢材角接焊接接头单层焊、两层焊和三层焊的焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明,随着焊接层数的增加,角接焊接接头的残余应力和变形都会减小。     

T型焊接接头残余应力数值模拟研究

基于ANSYS有限元数值分析软件,建立了T型焊接接头的有限元模型,采用高斯热源模型,模拟T型焊接接头焊接过程,分析了焊接过程中的温度场和应力场,并分析了不同参数变化对于焊接残余应力的影响。结果表明,在整个焊接热过程中,焊缝区域温度变化显著;焊接过程应力变化复杂,在焊缝处存在较大的残余应力,应力值为225MPa,接近屈服极限235 MPa;第二道焊缝应力值较第一道焊缝大,原因在于焊接第二道焊缝时,已完成的第一道焊缝对于焊件变形有较大约束。     

T型焊接试件焊接残余应力分布的测定

为了掌握钢结构中焊接残余应力的具体分布状态,采用基于逆磁致伸缩效应原理的无损检测方法,利用磁测应力仪对T型焊接试件焊缝附近不同层深处的焊接残余应力进行了实际测量,得到了距焊件表面1、1.5和2 mm三个不同层深的焊接残余应力分布规律,并和基于有限元法的数值模拟计算结果进行了对比分析.结果表明,焊缝附近区域残余应力较大,随着层深的增加,横向和纵向残余应力均由压应力逐渐过渡为拉应力,而纵向残余应力在远离焊缝中心的区域内,则改由拉应力过渡为压应力.     

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.     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

焊接快速成形金属零件的残余应力与变形

总结了焊接快速成形过程中成形精度的重要影响因素;分析了焊接快速成形零件的残余应力及变形的产生原因及残余应力的分布状态;归纳了目前降低残余应力及控制变形的方法及措施,并对解决焊接快速成形中的变形问题提出建议.     

圆振动筛箱体的焊接变形与残余应力分析

为了评估圆振动筛箱体的焊接强度,首先分析了四层圆振动筛的结构和焊接工艺,然后使用ANSYS软件,采用双椭球热源模型和热机耦合分析法对筛箱焊接过程进行数值模拟,最后计算出筛箱焊接后的变形量及残余应力分布。仿真结果表明:圆振动筛箱在焊接过程中宽度方向变形最严重,最大变形量为1.58 mm,沿焊缝方向纵向残余拉应力的最大值为210 MPa,等效残余应力最大值为195 MPa,筛箱焊接后质心位置变化和残余应力均满足焊接要求。     

焊接结构机床件的残余应力测试研究

焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势,具有很好的应用前景,将成为床身的发展趋势,近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力,结果表明,所测床身的焊缝数量比较多,其最大残余应力为274.4 MPa;滑鞍的结构尺寸较长(620 mm×2 700 mm×252 mm),属于矮长件,焊缝较长、筋板较多,其最大残余应力为300.6 MPa;立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小,其最大残余应力为154.9 MPa;所测国外某滑鞍的最大残余应力为129.8 MPa,该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短;优化结构设计、筋板布局和焊接工艺,采用合理的结构尺寸,减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。     

激光焊接T型接头残余应力测试

采用YAG激光对2 mm厚SUS304不锈钢薄板T型接头进行焊接,用小孔释放法对其残余应力进行测试,并分析了线能量对残余应力分布规律的影响.研究结果表明:不锈钢激光焊接T型接头纵向残余拉伸应力约为120～140 MPa,而横向残余拉伸应力只有50～60 MPa.激光焊接线能量增加时,纵向残余拉应力峰值降低,而横向残余应力峰值随着焊接线能量的增加而变大.T型接头残余应力总体分布趋势与对接接头残余应力分布规律类似.     

微变形激光熔敷焊接工艺和焊接残余应力研究

为了保证下悬挂安装座板补焊后的平面度,螺纹齿形和电机安装外接口尺寸满足设计要求,分析并验证了多种补焊方法对电机下悬挂安装座板以上性能的影响。采用豪克能应力消除设备消除焊缝应力,采用盲孔法测量焊接残余应力,在测量应变后,采用专用计算软件自动计算焊接残余应力。试验结果表明:激光熔敷焊接方法能得到焊接变形较小的焊件,豪克能应力消除设备能将焊接拉应力变成有益的压应力,试验证明,补焊完成后的安装座板各项指标满足设计要求。     

薄板焊接残余应力和变形的数值模拟

运用ABAQUS有限元分析软件,结合子程序对腹板和翼板厚度均为2mm的T型薄板进行焊接及焊后热处理的温度场和残余应力场的数值模拟.模型采用三维实体单元,利用间接耦合方法,并且考虑了材料热、力物理性能随温度的变化和对流散热的影响.针对薄板TIG焊的特点,采用移动双椭球热源模型进行模拟.计算结果表明,采用移动双椭球热源模型进行模拟时,其应力分布特征与理论的残余应力分布一致.此外,经过热处理后,其应力均有很明显的降低.     

残余应力对焊接结构应力腐蚀行为影响机理研究

针对焊接结构的应力腐蚀行为,提出了耐腐蚀常数公式,得到了残余应力对焊接结构耐腐蚀性能的影响机理。结果表明:耐腐蚀常数公式可以解释残余应力对焊接结构应力腐蚀行为的影响机理。焊接残余拉应力会同时减小金属的活化能和表面原子密度,导致焊接结构耐腐蚀性能的降低;在焊接残余压应力作用下,金属的表面原子密度升高,抵消了残余压应力对金属腐蚀速率的促进作用,提高了焊接结构的耐腐蚀性能。     

压力容器接管焊接残余应力及变形的数值模拟研究

以含有六个接管的1000MW级压水堆核电站反应堆压力容器中筒体与接管连接处马鞍形焊缝为研究对象,利用热弹塑性有限元数值模拟方法详细研究了不同焊接线能量下马鞍形焊接接头处温度场、残余应力场以及变形的大小和分布情况,并在焊后将构件进行高温回火处理,即整体加热到610℃保温3 h后空冷。结果表明,在满足焊接的条件下,2.57 kJ/mm的线能量焊后焊接残余应力和变形均小于线能量为2.75和2.89kJ/mm焊后,焊后热处理使得焊接残余应力和变形在一定程度上得到了改善。