电弧气刨过程应力场特点分析

建立一个既考虑电弧热作用又考虑材料去除的电弧气刨三维有限元模型,详细分析电弧气刨过程应力场演变及最终残余应力的分布特征,结果表明：应力场的演变过程及最终残余应力的分布和平板焊接过程的较为相似。在电弧气刨过程中,由于电弧强烈的热作用,导致金属材料的热胀冷缩,在坡口附近的一圈薄层中出现很高的拉应力,纵向应力远大于横向应力,且存在三向拉应力的集中,这对电弧气刨的工程应用有相当不利的影响。在此基础上,进一步建立考虑初始应力场的电弧气刨应力场分析模型,揭示出电弧气刨对板材初始应力的影响机理。     

铝合金风机叶轮焊接结构强度校核方法分析

为确保铝合金风机叶轮的焊接结构在服役过程中的安全性,计算了某型号离心式风机叶轮的叶片空气阻力载荷和离心力载荷两类额定工作载荷。对于单个叶轮叶片,其空气阻力仅为43.1 N,而离心力载荷则是2 433.6 N,因而离心力载荷是工作载荷的主要部分。焊缝需要承载叶片离心力和焊接残余应力,是构件的薄弱环节。对焊接结构进行了理论计算与有限元分析等两个方面的强度校核分析,证实了焊缝强度足够承载工作载荷。采用焊接行业标准与风机行业标准分别对理论计算进行校核,结果表明叶片外侧焊道比内侧焊道更有利于结构承受工作载荷。     

Effect of strain hardening and strain softening on welding distortion and residual stress of A7N01-T4 aluminum alloy by simulation analysis

The effect of strain hardening and strain softening behavior of flow stress changing with temperature on welding residual stress,plastic strain and welding distortion of A7N01-T4 aluminum alloy was studied by finite simulation method.The simulation results show that the weld seam undergoes strain hardening in the temperature range of 180-250 ℃,however,it exhibits strain softening at temperature above 250 ℃ during welding heating and cooling process.As a result,the strain hardening and strain softening effec...     

激光重熔镍镀层复合工艺制备铜合金表面涂层

在铜合金表面先预置镍镀层再激光重熔以获得界面冶金结合可靠的新涂层. 通过优化工艺参数,并利用多种分析手段研究了涂层的组织、界面结构和显微硬度. 结果表明,室温下采用4 200 W半导体激光重熔0.4 mm厚镍镀层可获得无缺陷且界面冶金结合可靠的激光熔覆涂层;所获新涂层组织均匀致密,物相由重熔前的γ-Ni镀层转变为重熔后的(Ni,Cu)固溶体;涂层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体硬度. 镍镀层的预置和半导体激光的应用提高了铜基表面激光能量的吸收率;新涂层与铜基体间组织成分及硬度匹配保证了良好的界面相容性和可靠的界面结合.     

Q345B钢板焊接热循环及实时角变形测试

对Q345B钢板进行多层多道焊接,使用K型接触式热电偶测温模块和激光位移传感系统测量焊接过程中的热循环和角变形。结果表明,多层多道焊的热循环峰值温度随焊道的逐渐靠近而升高;距离焊缝越近,峰值温度越高,对应的升温速度也越快;焊接角变形主要产生于焊接阶段,表现为逐渐增加,而在层间冷却阶段很小,最终焊接角变形约为4.78°。     

焊缝含Ⅰ型单边裂纹低匹配平余高对接接头形状参数对形状因子的影响

基于有限单元法针对焊缝含Ⅰ型单边裂纹的低匹配平余高对接接头形状设计,以最大限度提高接头的承载能力以及更准确地对其进行安全评定为目标,从断裂力学角度出发,考察了焊缝含Ⅰ型单边裂纹的低匹配平余高对接接头各形状参数,即焊缝余高高度、余高宽度和焊趾圆弧过渡半径,对其形状因子的影响.结果表明,焊缝余高高度对焊缝含Ⅰ型单边裂纹的低匹配平余高对接接头形状因子影响最为显著,余高宽度和焊趾圆弧过渡半径的影响较小.采用传统的不考虑余高高度时的形状因子指导焊缝含Ⅰ型单边裂纹低匹配平余高对接接头的形状设计是不合理的.选择合适的形状参数可以提高焊缝含Ⅰ型单边裂纹低匹配平余高对接接头的承载能力.     

焊接应力场与应变场的计算与讨论

经典的观点认为焊缝存在残余压缩塑性应变,而目前有学者认为焊缝是在冷却的过程中形成的,与加热过程无关,认为焊缝只存在拉伸塑性应变,而不存在压缩塑性应变.针对这一对传统残余塑变理论的质疑,采用有限元方法对薄板熔焊对接接头纵向应力和应变的瞬态变化以及由焊缝中心到母材边缘的纵向应力和应变分布情况进行了计算.结果表明,焊缝及近缝区存在着残余压缩塑性应变,应力状态为拉应力,由焊缝中心到母材边缘其纵向应力由拉应力转变为压应力,纵向压缩塑性变形量逐渐下降,离焊缝较远受温度场影响较小的母材不产生塑性变形.     

弹性阶段低匹配对接接头三点弯曲余高形状设计

弹性阶段以提高低匹配接头弯曲承载能力为目标，基于材料力学方法针对i点弯曲时低匹配对接接头的余高形状设计，提出了等弯曲承载能力（EBLCC）的设计思想、判据及实现条件，并给出了三点弯曲接头余高形状设计方案，同时对理论分析结果进行了有限元验证．结果表明，理论计算余高形状为抛物线形，有限元结果与理论分析基本吻合，EBLCC设计使峰值应力从低匹配接头承载薄弱的焊缝区转移到近焊趾的母材部位，从而提高了低强焊缝的弯曲承载与抵抗弯曲变形能力．余高双侧对称圆弧型可以替代抛物线型．这种设计方法对高强钢低匹配对接接头设计及应用具有参考和指导意义．     

大电流空心阴极真空电弧的光谱特征

在水冷铜阳极的条件下 ,给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果 ,分析了大电流下电弧的光谱特征。结果表明 ,空心阴极真空焊接电弧的光谱分布特征为连续辐射背景上的线光谱结构 ,线光谱特征的存在 ,使得对电弧成分的选择性研究成为可能。大电流真空电弧光谱中在蓝色谱段出现了大量的一次氩离子谱线 ,因而电弧颜色为蓝色。真空电弧光谱的空间分布特征表明 ,利用电弧相应的线光谱可以了解电弧内部成分组成以及电弧等离子体内部的输运过程。本文初次建立了对空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的认识 ,为低气压焊接电弧的研究指出了方向。