铝合金双丝焊应力场的数值模拟

通过对双丝焊电弧形态及熔滴过渡蹄径进行分析．发现双丝焊时前丝和后丝的电弧均向两丝中间偏转的现象．以此为基础．对双椭球形热源模型进行修正,提出了可用于双丝焊温度场计算的热源模型,并经过实际温度采样验证了该模型的准确性。以此为基础．分析了2219铝合金双丝焊条件下纵向驶横向应力的演变规律。     

LF5铝合金焊接接头拉伸应变场的云纹法分析

采用云纹分析的实验力学方法,研究了不同条件下LF5铝合金焊接接头应变场的分布特点。实验结果表明,LF5铝合金有较好的塑性和焊接性,常规焊试样的云纹条纹分布比较均匀,仅在焊趾部位存在微量的应变集中。断裂时焊接接头的应变值较高。如果采用随焊锤击工艺,由于锤击强化的作用,对应锤击区的云纹条纹较稀,应变更多的流向了焊缝及其近缝区的母材部位,从而在一定程度上提高了焊接接头的整体延伸率。焊接接头的力学性能实验结果表明：随焊锤击是一种行之有效的强化方法。     

基于能量耗散的AZ31B镁合金接头疲劳极限快速评估

疲劳过程中材料的温度升高主要是由能量耗散引起的,可以据此来对材料或构件的疲劳性能进行评估. 试验过程中热边界条件的变化可能会使得评估结果变得不可信,文中利用能量耗散引起的温升对AZ31B镁合金手工TIG焊接头的疲劳性能进行了评估. 为了克服边界条件变化的不利影响,基于线性偏微分方程边值问题的叠加原理将测量得到的原始温度数据拆分成两部分:边界条件引起的温升和能量耗散引起的温升. 在此基础上,进一步提出将能量耗散引起的温升用于疲劳性能评定. 文中就所提出的理论给出了相应的数据处理方法. 结果表明,基于经过处理的温度数据,采用经典能量耗散方法(Risitano法)对去余高接头(ground flush, GF)和原始完整接头(as-welded, AW)疲劳极限的评价结果分别为58.85和62.61 MPa,其相对于由S-N曲线获得的疲劳极限(循环周次为2 × 106)的误差分别为?11.82%和?0.03%.     

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。     

C和V对奥氏体不锈钢焊缝的强化

研究了元素C、V对高强度奥氏体不锈钢焊缝金属的强化作用。结果显示,提高C含量,具有明显的固溶强化效果,但C含量的增加导致大量碳化物在晶界上析出;提高V含量使细小弥散的碳化钒在晶内析出,产生明显的沉淀强化效果。在强化效果基本相同时,后者的韧性高于前者。     

神经元网络反演LY2铝合金焊接过程热导率

结合数值模拟与温度测量,通过神经元网络,反演了LY2铝合金焊接过程热导率随温度变化情况。对热导率分段线性化后,在稳定状态下热导率数据的±20%范围内,将热导率分段线性值同时变化1%时的数据分为一组,利用有限元模型,计算对应每组热导率数据的焊接温度场;以温度为输入,热导率为输出,代入神经元网络进行训练,直至收敛,将实测温度代入训练好的网络,网络输出即为反演的热导率数值。分别对焊接加热和冷却两个过程的热导率进行了反演,结果表明,温度变化方向对铝合金热导率的影响是显著的,即热导率会随材料的加热或者冷却,出现不同程度的“滞后”现象。     

焊接结构服役状态残余应力超声波法无损测量研究发展

介绍了超声波法测量应力的理论基础声弹性理论及其发展,超弹性假设和材料组织影响是声弹性理论的两个障碍;介绍了超声渡法应力测量关键技术--声速精确测量技术的种类及发展;对国内外二维焊接残余应力和有限三维焊接残余应力测量实例进行了总结;总结超声波法测量应力的优点和局限性;预测超声法测量应力的发展方向.     

电磁力随焊控制焊接应力装置的研制及应用

高强合金薄壁结构焊接时,存在变形大,热裂敏感性高的问题.针对这一问题,研制了一套脉冲电磁力装置,以实现借助脉冲电磁力无接触随焊控制焊接应力.该装置通过控制储能电容的充电电压调节电磁力大小,电磁力频率在10～90 Hz之间连续可调.应用所研制装置,采用鱼骨状裂纹试验法,对LY12高强铝合金进行了控制热裂纹试验,发现脉冲电磁力可以起到减小焊接热裂倾向的作用;且电路结构简单,控制方便,可靠性高.仿真和试验证明该装置满足设计要求.     

低碳钢双丝焊平板横向残余应力超声波法测量

介绍了超声波法应力测量的理论基础声弹性方程,特殊条件下简化临界折射纵波声弹性方程.建立了超声波法测量焊接残余应力系统,实现了高精度信号提取,使用特制变角度超声波探头,选用对应力变化敏感的临界折射纵波作为测量波形,对低碳钢双丝焊对接平板横向残余应力场实现了无损测量.结果表明,测量结果可靠,测量过程实时无损快速.分析了测量数据波动的原因.建立的超声波法应力无损测量系统为焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

激光全息小孔法验证超声波法残余应力无损测量

基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.利用建立的基于临界折射纵波的超声波法焊接残余应力测量系统,对低碳钢双丝焊纵向焊接残余应力进行了实时快速无损测量.使用激光全息小孔法对超声波法测量系统的测量结果进行了验证.对两种方法的测量过程和测量结果进行了对比.结果表明,超声波法测量结果可靠,声波法克服了传统应力测量方法费时、耗力、破坏、体积庞大等缺点,整个设备轻便,可单人手提.系统支持程序使测量操作简便,过程实时快速.