钢桥面板顶板-U肋双面焊连接焊缝焊接残余应力分析

为研究钢桥面板顶板-U肋双面焊连接焊缝的残余应力分布,建立了有限元模型.通过对比单面焊接与双面焊接模型计算结果,分析了顶板-U肋连接焊缝温度场与残余应力分布.同时讨论了顶板厚度与角焊缝焊接顺序对残余应力的分布影响.研究表明:相比单面焊,双面焊模型焊缝附近残余应力更低,且应力梯度更大,疲劳性能更优越.而增加顶板厚度和采用两条角焊缝先后焊接的操作顺序均有助于降低先焊接焊缝一侧的应力、增大焊缝附近应力梯度,并促使应力拐点的提前出现.     

运用ANSYS对焊缝残余应力及温度场分析

在焊接过程中,高温移动热源及之后的快速冷却,使得在焊缝及其附近区域产生了残留的拉应力,由此产生热应力场和残余应力。为预测焊接变形,采用有限元软件ANSYS中生死单元技术和热-结构耦合技术对异种材料钢铜连接处的铝焊缝进行数值分析,得出焊缝焊接残余应力、温度场分布情况,进而为制定正确的焊接工艺、改善焊缝性能等实际生产和使用提供理论依据。     

焊接顺序对Q690钢T型接头残余应力和变形的影响

利用ABAQUS有限元软件分析了Q690钢T型接头焊接顺序对接头残余应力和变形的影响,建立了K型坡口双面双道焊的温度场与应力场仿真模型.分析结果表明:对于残余应力,先焊完一侧再焊另一侧的方案三所产生的整体残余应力水平最小,焊缝区高应力范围也较小,而两侧交替焊接的方案一和方案二的整体应力水平稍大,焊缝区高应力范围也较大;对于焊接残余变形,则是两侧交替焊接的方案一与方案二变形较小,并且两侧变形较为对称,先焊完一侧后焊另一侧的方案三变形最大并伴有整体的倾斜变形.     

SiC/Al双面焊的残余应力分析

运用有限元软件ANSYS对SiC/Al的双面焊过程进行了数值分析.采用高斯圆柱热源模型模拟激光焊源,利用APDL编写循环程序实现热源的移动,得到SiC/Al双面焊过程的温度场分布和冷却后的残余应力场.从平行焊接方向陶瓷侧靠近焊缝处的横向和纵向残余应力分布曲线可见:第一道焊表面(正面)的纵向残余应力在其边缘端均为压应力,并迅速向内转变为拉应力;而第二道焊表面(反面)的纵向残余应力却正好相反,其边缘端均为拉应力,并迅速向内转变为压应力.而横向残余应力均为压应力,最大值分布在两侧.在焊缝两侧,横向与纵向残余应力均发生跳跃变化.     

二保焊单面焊双面成型技术探索

单面焊双面成形技术是指采用不同的焊接方法,在焊接材料单面焊接,使焊接材料正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好,符合质量要求的焊缝的焊接方法。本文主要讲述二保焊单面焊双面成形工艺参数的选择、操作要点等知识。使二保焊单面焊双面成形技术进一步完善,并加以推广,对二保焊单面焊双面成形作业具有一定的指导作用。     

反变形、振动时效与振动焊接在柴油机机体焊修中的应用

探讨了机体焊修中产生的焊接变形和残余应力对柴油机运用的不良影响.通过反变形法控制机体焊接变形,振动时效释放焊接残余应力,提高了机体检修质量和生产效率;通过焊缝晶粒度检验和盲孔法应力检测,验证了振动焊接工艺在细化焊缝晶粒、消除焊修机体残余应力方面有很好的作用.     

双相不锈钢管道焊接残余应力参数的数值模拟

焊接残余应力一直为人们所关注，其大小和分布与焊接热源、接头形式和材料性能等多种因素有关，作者利用热弹塑性理论为基础的有限元数值模拟技术，对SAF2205双相不锈铜管道接头环焊缝残余应力进行有限元数值模拟，得到了管道内外表面残余应力的分布规律，即，在管道的焊缝及近缝区，内表面轴向残余应力是拉伸应力，外表面轴向残余应力是压缩应力，而内外表面环向残余应力都是拉应力；研究了不同的焊接线能量、管内径与壁厚比值R1／d和多层焊对焊接残余应力的影响，结果表明，残余应力受焊接能量变化的影响不大，外表面残余应力和内表面轴向残余应力部随着壁厚增大而增大，多层焊的残余应力有不同程度降低。     

2219铝合金VPTIG焊接残余应力的数值分析

2219铝合金经过焊接后出现了严重的软化,为了阐明焊后软化对焊接残余应力计算精度的影响,采用热-弹-塑性有限元计算方法模拟了2219铝合金平板变极性惰性气体保护对接单道焊时的温度场和应力场,并考虑了加工硬化和退火效应的影响。结果表明:软化现象对焊接残余应力的计算结果有显著影响,不考虑焊后软化时会高估焊缝区及其附近的残余应力水平。通过对比计算结果与实验测量结果可知,综合考虑加工硬化、退火效应及接头软化的情况下,数值模拟结果与实测结果吻合较好,说明该数值模拟方法具有较高的计算精度。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板焊接应力与变形数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS,对不同焊接工艺条件下铝/钢异种金属薄板对接熔钎焊接过程进行数值模拟,建立了TIG电弧热源与氩气冷源模型,将常规焊接和随焊氩气激冷焊接的残余应力与变形进行对比分析,研究发现:随焊氩气激冷技术可使焊接纵向残余应力和变形分别降低32.8%和48.1%。为了验证数值模拟结果的准确性,进行了铝/钢异种金属薄板熔钎焊试验,将温度场与应力场的模拟值与试验值进行对比,结果显示两者吻合较好,表明随焊氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接残余应力与变形。     

热处理对超厚板焊接残余应力影响的数值分析

基于ABAQUS软件的热弹塑性有限元程序,对390 mm超厚度20MnMoNb钢板拼焊制造EO反应器管板的焊接过程进行焊接残余应力与变形有限元模拟,考察焊后500℃热处理对板内残余应力与变形的影响。结果表明:超厚板焊态在焊缝及热影响区存在高度不均匀的残余应力,由于为了限制管板的变形,在板面上施压有配重,导致先焊面的残余应力较大,特别是在靠近表面的焊缝及热影响区附近存在残余拉应力峰值;后焊面的残余应力相对较小一些;焊缝内部为残余压应力;焊后管板发生了一端翘起的角变形;500℃热处理可明显降低厚板的焊接残余应力,且使应力分布趋于均匀,但热处理后焊接变形有所增大。     

HG785高强钢焊接残余应力试验研究

利用X-射线法对HG785高强度钢焊接残余应力进行了测试,得到了该材料焊后残余应力的大小及分布规律;并探索了不同深度方向焊接残余应力分布特点。通过试验发现经对接施焊后,表面残余应力主要表现为残余拉应力,最大幅值可达760.4 MPa,为试验件材料屈服强度的92.2%,几乎接近屈服强度。试验结果表明,内部残余应力较表面应力有所降低,在焊缝中心的残余应力值降幅较小;而在远离焊缝中心区域的应力值降幅明显,部分区域甚至出现了残余压应力。     

焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷（EO）反应器国产化中采用的390 mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口,通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接,为防止管板发生过度变形,焊接时始终在管板两端压有重量为4.5 MN配重.计算结果表明：焊后管板发生了一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力,在焊缝内部为较大的残余压应力;由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面;增加焊缝层数,使变形增加,残余应力降低,但并不显著.对如此大型特厚板约束焊,增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.     

Q345B钢梁柱节点焊接残余应力模拟及试验验证

为研究梁柱节点焊接残余应力的分布规律,对梁柱节点焊接残余应力进行了数值模拟,并进行了试验验证.首先,建立梁柱节点焊接全过程随机热力学模型,分析梁柱节点的焊接温度场;其次,通过间接热力耦合分析法分析梁柱节点焊接残余应力分布;最后,通过制作梁柱焊接节点,利用盲孔法测得梁柱节点焊接残余应力,并与模拟结果对比分析.分析结果表明:上、下翼缘焊缝由于距离较远以及工艺孔的存在,焊缝之间的相互影响很小,两者的焊接残余应力基本一致;腹板焊缝之间由于距离很近,焊接时的相互影响较大,两道焊缝残余应力分布不一致;在梁柱节点焊缝焊趾区域,梁上、下翼缘焊缝残余应力分布基本一致,等效残余应力呈V型分布,横向、纵向、法向焊接残余应力都基本呈M型分布,因腹板两道焊缝焊接时产生相互影响导致梁腹板两道焊缝应力分布差别明显.     

钴基合金静叶片焊接裂纹力学因素研究

采用热弹塑性有限元技术，分析研究了Ｃｏ基Ｓｔｅｌｌｉｔｅ３１合金静叶片电子束焊接时产生焊接裂纹的力学因素、焊接残余应力、与焊接装夹方式及焊接工艺的关系。结果表明：焊接过程中产生的冷裂纹，主要由于焊接过程中产生的收缩力引起；焊接方向和焊件的装夹方式对接头中的残余应力分布有较大的影响，焊缝两端附近的残余应力分布和焊接方向有关，焊端缝中心是拉应力，而在终焊端则是压应力；焊接速度及焊接线能量都对焊接残余应     

管板接头残余应力的数值模拟计算及测试

利用有限元软件ABAQUS进行换热器管板焊接接头残余应力数值模拟,获得了管板焊接接头径向和环向残余应力的计算数值.结果表明：最大径向残余应力出现在相邻角焊缝间的热影响区;环向残余应力最大值则位于焊缝根部焊趾,而实际使用中焊趾与换热介质直接接触,易造成换热管与管板连接处的应力腐蚀开裂.通过X射线衍射法测量了管板接头焊后、先焊后胀两种工艺热影响区的环向残余应力值,发现制造过程中采取先焊后胀的方法不但减小了换热管与管板的间隙,还使焊后残余应力值下降,甚至应力形成从拉应力转变为压应力,降低了管子与管板之间发生应力腐蚀的可能性.对比焊后环向残余应力的计算值与实测值,二者变化趋势一致.     

某车体侧墙立柱焊接过程CAE仿真研究

随着计算机技术的发展,铝合金焊接的数值模拟技术被越来越多的应用,在城市轨道交通行业、车辆制造等工程领域,铝合金因其材料的特殊性,焊后残余应力、焊接变形复杂,其焊接过程的控制成为制造控制的重要因素,本文运用现车焊接试验与有限元分析相结合的方法,利用现实与虚拟协同再现了某铝合金车体侧墙的焊接试验,由此控制和预测的项点包括焊接热输入、焊接残余应力、焊接温度场等参数,解决铝合金车体侧墙在制造过程中的焊接问题。本文利用大型商用有限元软件ABAQUS构建了铝合金车体侧墙的有限元模型、材料本构模型、夹具拘束作用模型,通过与工艺试验对比,实现焊接过程的控制。     

网架焊接空心球节点残余应力实测及数值模拟

为了研究焊接空心球节点中管球连接焊趾处残余应力的分布规律和数值大小,采用盲孔法对球面焊趾和管面焊趾处的焊接残余应力进行测定。得到焊接残余应力数值大小和分布规律。并采用Visual-Environment有限元模拟软件得到焊缝处温度场和残余应力场,以及残余应力分布曲线。结果表明:焊接残余应力在整个焊接空心球节点上呈周期性、随机性的特点,两者规律性吻合良好。同时,由有限元分析结果可知球面及管上均存在残余拉应力及残余压应力,并且在整个试件上焊接残余应力处于自平衡状态。研究结果将为后续研究焊接空心球节点网架结构的疲劳性能奠定基础。     

平板对接接头横向残余应力调控技术研究

讨论了横向残余应力的形成过程，对影响横向焊接残余应力的主要因素进行了分析，试图以减少焊件自重引起的拘束来调控焊接构件中的横向残余应力。结果表明，在采取减轻自重拘束工艺措施的情况下，平板对接焊缝接头上的横向焊接残余应力显著降低。     

基于NSGA-Ⅱ的Q355C气保焊形貌与性能多目标优化（英文）

为了揭示熔化极气体保护焊工艺参数对形貌与性能的影响规律，改善形貌与性能质量，以熔化极气体保护焊预热温度、焊接电压、焊接电流、焊接速度、干伸长为工艺参数，开展混合正交堆焊试验。基于试验数据建立了拟合回归模型来预测焊缝高宽比、硬度和残余应力。试验结果表明，高宽比随着焊接电压的增大而减小，随着焊接电流的增大先增大后减小；硬度随着预热温度和焊接速度的增大而增大，随着焊接电压、焊接电流和干伸长的增大而减小；残余应力随着预热温度的增大而增大，随着焊接电压和焊接速度的增大先减小后增大。基于回归模型，采用NSGA-Ⅱ算法实现多目标优化，并通过实验验证了焊缝高宽比、硬度和残余应力三者间的非劣解。三个输出指标验证试验结果与预测结果的误差值均小于10%，表明了该优化方法的可行性。研究结果为电弧焊接多目标优化及精细化应用提供理论指导。     

一种热处理强化铝合金脉冲MIG焊工艺研究

通过对A6N01S-T5铝合金型材采用脉冲MIG焊的焊接方法进行焊接试验,结合自动焊设备特点制定了合理的焊接工艺,同时对焊缝质量进行检验,对焊接接头金相组织及力学性能进行分析,在焊接接头中未发现焊接缺陷,焊缝质量良好,满足ISO 10042B级焊缝质量要求。采用脉冲MIG焊热处理强化铝合金,可获得综合性能优良的焊接接头。