环境压力对熔化极气体保护焊焊接过程及焊缝成形的影响

摘要： 在环境压力0.1～1.0 MPa条件下,通过高速摄像和汉诺威分析仪等手段,研究了高压干法熔化极气体保护焊过程及焊缝成形的特点,分析了焊接飞溅和焊缝成形的主要成因.试验表明,随着环境压力的增加,焊接过程逐渐变得不稳定,飞溅增加,焊缝逐渐变窄,焊缝成形变差.     

活性剂对铝合金电子束焊的影响

为了研究铝合金焊缝熔深增加机理，利用电子束散焦焊的焊接方法对铝合金LF21进行了焊接．以SiO2和V2O5作为表面活性剂，研究了活性剂对铝合金LF21电子束焊接的影响．研究结果表明，SiO2、V2O5对焊缝成形的影响是不同的，其中在SiO2作用下焊缝表面成形美观；在V2O5作用下焊缝成形变差．在SiO2、V2O5作用时，与A-TIG焊焊缝的熔深明显增加、熔宽稍有减小的情况相比，SiO2和V2O5对电子柬焊的焊缝熔深与熔宽的影响不大，表明了表面张力梯度改变理论对铝合金活性焊的作用不明显．     

并联双闭环控制方式对GMAW焊接过程的影响

在对短路过渡熔化极气体保护焊（GMAW）的飞溅及焊缝成形影响因素分析的基础上，基于数字信号处理器控制系统建立了一个全数字式并联双闭环控制系统，分别对短路阶段及燃弧阶段的焊接电参数进行调节，达到对短路、燃弧期间电流波形的分阶段适应性控制，以改善短路过渡GMAW工艺性能的目的．实验结果表明，采用该方式控制的波控数字式GMAW焊接电源，在焊接性能上与普通平特性逆变焊接电源相比有较大的提高，飞溅减小、焊接过程稳定、焊缝成形好，更加适合GMAW短路过渡焊．     

铝拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的应用研究

介绍了国内外铝合金拼焊板技术的应用和研究成果，重点论述了铝合金拼焊板的材料选择、焊接技术、冲压成形及其变形特点、有限元分析技术和生产技术，剖析了铝合金拼焊板应用于车身覆盖件存在的主要问题．研究认为，影响铝合金拼焊板成形性的最关键因素是焊接，拼焊板材料、焊缝冶金质量、主应变方向、拼焊板厚度比值、强度比值、焊缝位置、焊缝移动等都是必须考虑的因素；铝合金拼焊板具有与钢拼焊板不同的特点和成形规律，比钢拼焊板更难成形；铝合金拼焊板技术还存在许多问题，如成形极限、起皱、回弹、焊缝位移、焊接质量等有待研究；同时，还应发展新的铝合金和降低铝合金拼焊板的成本。通过分析，提出了解决问题的基本思路，并预测了铝合金拼焊板的发展前景和趋势。     

曲面冲压件的拼焊内压快速成形法研究

提出曲面冲压件的薄板微元拼焊内高压法快速成形方法.阐述离散化曲面片方法和利用高压介质成形的原理;建立拼焊平板之间的几何关系模型和单个拼焊板变形前后之间的关系模型,运用应力平衡方程、屈服准则计算成形力;利用自行设计的拼焊毛坯内高压成形试验系统,对不同厚度、不同拼焊方式的毛坯以及不同压力介质进行成形试验.结果表明,利用该方法能够得到与理想冲压制件基本一致的原型件,制造成本比较低,基本达到金属板料快速原型件的质量和成本要求.     

楔横轧内直角台阶成形过程几何形态分析

结合楔横轧成形工艺中需要解决的突出问题,通过分析内直角台阶成形过程中几何形状的研究现状,考虑楔横轧内直角台阶成形过程中各主要几何影响因素,建立了符合实际的内直角台阶成形全过程的轧件表面几何模型及其数学表达式,推导出整个轧制过程中轧件的旋转半径公式.     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟的研究

内高压成形技术作为一种先进的轻量化的成型工艺广泛应用于汽车、航空、航天等轻量化领域,近年来成为广泛关注的热点。应用有限元模拟软件DYNAFORM对空心双拐曲轴内高压成形过程进行模拟,研究了不同加载路径下轴向进给和内压力对内高压成形的影响,给出了最佳的成形压力和轴向进给的加载路径,成形结果均较理想,得到了合格的成形零件。     

等离子弧穿孔法立焊焊缝成形规律的研究

研究了铝合金等离子弧穿孔法立焊的焊接工艺规范及焊接参数对焊缝成形的影响．结果表明：采用立焊方法，其焊接规范区间增宽，工艺再现性好；控制喷嘴到工件的距离可实现对焊缝正反面增高量及宽度的控制；填充焊丝及装配间隙对焊缝成形及穿孔熔池的稳定性有一定的影响．     

十字轴多工位模锻成形的三维有限元仿真

通过使用集成化技术，把ＣＡＤ系统和塑性成形有限元求解系统集成在一起，成功地解决了体积成形三维有限元仿真中的复杂三维模具几何建模、六面体网格划分及再划分、六面体网格质量优化和复杂三维模具／工件间的动态接触处理等关键技术难点，并建立了通用的功能完善的体积成形三维有限元仿真系统Ｆｏｒｍｉｎｇ３．使用Ｆｏｒｍｉｎｇ３对实际生产中的复杂锻件的多工位成形过程进行了三维有限元仿真，从而掌握了该锻件的成形规律，同时对上述关键处理技术的可靠性进行了验证．     

白车身激光焊接过程的变形预测及几何补偿方法

针对白车身激光焊接过程中热成形钢板变形较大的问题,通过几何补偿方法消除焊接变形对装配过程的影响,建立了钢板焊接变形的几何补偿优化流程,通过基于有限元方法的焊接过程模拟来预测激光焊接的板件变形程度,并结合最优拉丁超立方采样、Kriging近似模型与粒子群优化算法对B柱加强板进行几何补偿优化.结果表明,优化后的B柱加强板经过激光焊接后与原设计型面吻合较好.     

叉型件管端轴向位移驱动式液压成形技术

为成形出高品质的零件,在管液压成形(THF)过程中,施加于管内的压力必须和管端轴向位移精确配合,且通常需要昂贵的液压设备.文中基于有限元模拟与试验,针对叉型(T型类)零件,利用其在成形过程中管件内腔体积不断减小的特点,开发了管端轴向位移驱动式THF技术,并讨论了溢流压力对成形结果的影响,分析起皱的原因,提出安全成形区域的概念.试验结果证明,该方法使用简单,对设备要求不高,可简化THF的设备和生产过程,降低成本.     

Advances in Tube Hydroforming - An Enabling Technology for Low-Mass Vehicle Manufacturing-Material, Lubrication, Loading, Simulation Issues, and Alternatives

The tube hydroforming process (THF) has recently found a wide application opportunity in the automotive industry, and is of increasing interest to other industries as well. The increased interest stems from the fact that, through the THF process, manufacturers are able to produce complex, consolidated,lightweight parts with reduced number of post-processing than through alternative metal forming techniques.In order to fully realize the benefits of this technology, various aspects have been under investigation in academia and industry world-wide. In this paper, effect of loading path, incoming material variation, and lubrication on the robustness of the hydroforming process and final part specifications are summarized based on previous experimental and computational work. In addition, the simulation of hydroforming and examples are presented in comparison with experimental findings. Briefly, results emphasized the importance of the loading path design whereas material variation within the experimentally tested range was not found to be significantly effective on the final part specifications. Selection of a lubricant for hydroforming of a frame rail part was presented demonstrating several aspects of lubrication selection methodology. Results of friction experiments show that only thickness, axial feeding, and force measurements are good indications of lubricant performance as these are found to be strongly discriminative.     

复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化

以某形状复杂的管状副车架成形为例,借助数值模拟方法和稳健优化技术获取多工序加工的管件液压成形的稳健最优工艺参数.敏感性分析表明,影响管状副车架厚度减薄率的关键工艺参数分别为数控弯曲中的压块速度和润滑条件以及液压成形中的内压力;工艺稳健性优化结果表明,通过控制上述关键工艺参数,可以获得控制管状副车架厚度均匀性的最优工艺参数.     

基于径向自紧密封的双金属复合管液压成形

针对现有复合管制造中存在的问题，开发了一种径向自紧密封式双金属复合管液压胀合成形装置，介绍了该装置的工作原理及技术特点，阐述了复合管液压成形过程的原理，并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态．利用变形协调条件，得出了成形压力与复合管内外管之间残余接触压力的理论计算公式，并通过实验对公式进行了验证．结果表明，该新技术性能可靠且可适于工程应用．     

加载路径对等径四通管内高压成形的影响

文章分析了内高压成形四通管的工艺性,利用动态显式算法模拟了等径四通管内高压成形过程,给出了有限元模拟结果并对其进行了缺陷、厚度和枝管成形高度分析,确定了合理的加载路径。研究表明,四通管减薄区域是枝管贯通母线中心附近区域和枝管端面圆环形区域;增厚区域主要在枝管过渡圆角部位和主管两端;非对称反向压力可以改善枝管贯通母线中心附近区域材料的流动。     

轿车顶盖液压成形数值模拟分析

液压成形是依靠高压液体使金属坯料贴模成形的柔性加工工艺,具有成形产品质量轻、刚度好、形状及尺寸精度高、模具简单和生产周期短等诸多优点.在浅拉延大尺寸覆盖件液压成形过程中,如何设计加载路径,是液压成形技术的一个重要课题.文章采用数值模拟,对轿车顶盖的液压成形加载路径进行设计,同时对比分析了传统拉延与液压成形的成形性,结果表明液压成形汽车外覆盖件具有明显优势.     

大型封头中间部分液压胀形研究

受球型容顺液压胀形成型新工艺的启发,提出了一种可简化大型封头成型并提高其成型精度的新工艺,即模压成型封头的裙边部分,无模液压胀形封头的中间部分;然后将两者组焊成完整的封头,用实验和有限元方法进行了研究;证明这种新工艺成型的封头与标准椭圆封头是非常接近的,因此该工艺可以应用于大型封头成型中。     

焊管液压成形极限的数值仿真分析

建立了反映焊缝、热影响区和母材3部分结构的焊管有限元模型,采用应变增量比作为数值仿真中的颈缩判据,计算出液压成形条件下QSTE340焊管的成形极限曲线,并利用数值仿真的工艺路径完成了QSTE340焊管成形极限的实验测定.结果表明,数值仿真所得成形极限曲线与其实验值较为吻合,最先发生颈缩的位置位于紧邻焊接区的母材单元上,与其实验观察的颈缩发生位置相一致,从而验证了所提数值仿真方法的可靠性.     

管件液压成形的影响因素

建立T型管液压成形的有限元分析模型，对成形支管高度和管壁厚度的分布进行了模拟，与试验结果的比较证实了该模型的有效性．提出了综合反映T型管件液压成形性能的评价指数，对在不同的材料各向异性系数r值、应变强化指数”值以及不同加载路径、摩擦系数等工艺参数下的T型管件液压成形分别进行计算分析，讨论了这些因素对成形性能的影响．研究结果为有限元方法在管件液压成形中的应用奠定了一定基础．     

汽车桥壳液压胀形工艺的研究及最新进展

介绍了半滑动式液压胀形的基本思想以及小型汽车桥壳的液压胀形工艺过程,在普通液压机上试制出模拟样件。提出了钢管胀压成形工艺,先将两端缩径的管坯进行液压胀形得到轴对称的预成形管坯,再对其内部充液(水)并用模具压制成形,并试制出胀压成形桥壳样件。与液压胀形样件比较表明:胀压成形样件轮廓清楚,桥包部分过渡小圆角贴模性好,壁厚减薄量小,成形液压力低。