坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。     

弧焊过程智能检测分析系统的建立与应用

为研究弧焊过程电弧的稳定性和熔滴过渡的控制，研制开发了一套弧焊过程电信号智能检测分析系统。该系统由硬件检测电路和相关软件组成，具有信号采集、波形显示、数据统计分析、曲线拟合及数据存储功能。该系统通过焊接电压和电弧电流的采样数据所进行的统计分析能够获得反映焊接过程的特征数据，并通过对这些数据的分析可对焊接过程的质量进行有效的评定。     

Q420钢摆动式焊接接头温度场的数值模拟

为了研究摆动式焊接接头的温度场,以有限元软件ABAQUS为平台,采用复合热源模型模拟了低合金高强钢Q420摆动式焊接接头的温度场。同时采用试验测量了焊接接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头焊缝的宏观截面形状。结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果吻合良好,复合热源模型不仅模拟出了焊缝成形系数大的熔池形状特征,还准确地模拟出焊缝的下坠区域,验证了复合热源模型模拟摆动式焊接接头温度场的准确性。     

焊缝屈服强度对SM490A钢焊接残余应力预测精度的影响

基于有限元分析软件MSC. Marc,开发了用于模拟焊接温度场、焊接应力场和应变场的热-弹-塑性有限元计算方法. 以低合金高强度钢SM490A为研究对象,采用移动热源和实测得到的YGT50焊缝与母材高温热物理性能和力学性能数据,数值模拟了SM490A钢单道堆焊接头的焊接残余应力. 并重点讨论了高组配接头焊缝的屈服强度对焊接残余应力的峰值和分布的影响. 结果表明,对于高组配接头,当把焊缝和母材不加区分(等强匹配),两者都采用母材的屈服强度来计算焊接残余应力时,得到的焊缝处纵向残余应力明显低于实测值;当分别采用焊缝和母材的屈服强度来计算焊接残余应力时,得到的焊缝处纵向残余应力与试验值非常接近.     

燃气燃烧特性对火焰切割性能的影响

根据燃气物理化学性质的分析,比较燃气燃烧速度,火焰质量分布,温度的高低,阐述了乙炔,丙烷,等燃气燃烧特性对火焰切割性能的影响。最后对燃气的选用进行了讨论。     

球墨铸铁后桥壳的铸造缺陷分析和工艺优化

针对球墨铸铁后桥壳铸造过程中容易产生缩孔、缩松、热裂等典型缺陷,采用计算机辅助设计软件Pro/E,建立三维实体模型.使用有限元数值软件Z-CAST对铸件充型和凝固过程进行定性模拟再现,分析了铸造过程产生缺陷的主要原因,指导优化了浇注系统的设计,制定了新工艺.应用表明,新工艺降低了铸件缺陷率,达到提高了产品质量的目的.     

基于Windows环境下的弧焊机和电弧参数测试分析系统

本系统是在中文Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下,应用程序设计语言Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＾＋＋研究开发的。该系统不仅能进行焊机出厂自动检测,而且能对焊接电压和电流波形进行分析,从中提取出焊接过程的特征,本文还阐述了系统的应用效果。     

发挥工科专业教育作用培养创新型焊接人才

以焊接专业为例,分析了专业课程及实践环节教育特点,指出工科专业教育功能是搭建在基础知识、技术基础知识与思考和解决实际问题之间的桥梁．应充分发挥专业教育的桥梁功能作用,培养学生理论联系实际的思考能力,综合运用知识技术和技术集成的能力,面对实际问题再学习和不断更新自己知识结构的能力,以及在市场经济的浪潮中勇于探索、善于创新的能力．最后给出了典型案例,供广大焊接专业教育工作者参考．     

焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化对Q345钢焊接残余应力与变形计算精度的影响

建立合适的材料模型是有限元法准确预测焊接残余应力与变形的关键.基于有限元软件ABAQUS,采用热-弹-塑性有限元方法模拟Q345低合金高强钢平板对接接头的焊接残余应力与变形,探讨焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化对焊接残余应力和变形的影响.数值模拟结果表明,与理想弹塑性模型预测的结果相比,材料模型区分考虑母材和焊缝金属的屈服强度会明显增加焊缝及其附近区域的纵向残余应力,材料模型考虑材料的加工硬化及退火软化效应会显著增加焊接接头下表面的纵向和横向残余应力,材料模型考虑焊缝金属的屈服强度和材料的加工硬化及退火软化效应对平板对接接头角变形的影响较小.比较计算结果与试验结果可知,为准确地预测Q345钢接头焊接残余应力与变形,材料模型要区分考虑母材与焊缝金属的屈服强度、材料的加工硬化及退火软化效应.提出的材料模型为采用数值模拟方法高精度地获得Q345低合金高强钢接头或结构的残余应力与变形奠定了理论基础.     

用瞬间热源模拟Q390高强钢厚板多层多道焊T形接头的焊接残余应力

文中以钢结构中常用的厚板T形接头为研究对象,建立有限元模型,采用所开发的瞬间热源模型,对板厚为30 mm的Q390高强钢多层多道接头的焊接残余应力进行了数值模拟,并与移动热源模型的计算结果进行对比.同时,采用瞬间热源模型,探究了有限元网格密度对焊接残余应力的计算精度和计算时间的影响.此外,采用盲孔法实测了T形接头的焊接残余应力.结果表明,采用所开发的瞬间热源模型,不仅可以保证焊接残余应力有较高的计算精度,而且还可以大幅度缩短计算时间.比较发现,采用瞬间热源模型时,焊缝长度方向的网格大小对计算结果的影响很小,采用粗网格可进一步缩短计算时间.