焊接线能量和焊接顺序对加筋板声振特性影响试验研究

在满足结构强度要求的焊接工艺规范下,焊接线能量和焊接顺序会影响船舶上典型双向加筋板结构焊接残余应力的大小与分布,从而影响其声振特性。为探究焊接工艺参数对典型双向加筋板结构声振特性的影响规律,采用数值与试验相结合的方法验证焊接结构试验方法的准确性,开展不同焊接线能量和焊接顺序下加筋板结构模态、水下振动和声辐射试验研究。试验结果表明:在相同焊接顺序下,不同的焊接线能量对薄板的固有频率影响较大,对厚板的固有频率影响相对较小;对于厚板加筋结构而言,在相同焊接顺序下,随着焊接线能量的增加,对固有频率的影响呈现先减小、后增大的趋势,相同频段内的振动加速度和辐射声压总级也呈现先减小、后增大的趋势;在对称焊接顺序下,焊接电流为200 A,焊接电压为25 V,焊接速度为3.02~3.06 mm/s,焊接线能量为167 J/cm时,结构的声振特性最优。本研究可为船舶与海洋结构物声隐身性的低噪声工艺设计提供指导。

钻采船月池角隅中厚板不同焊接顺序下焊接残余应力研究

随着国家能源战略的转变,钻采船成为深海石油勘探开采的重要装备,具有优秀的自航性及定位能力、更高的可变载荷等优点。钻采船凸字形月池角隅由EH36中厚板,通过埋弧自动焊作为构件的连接方式,由于角隅中厚板尺寸大,焊缝长,因此容易产生焊接残余应力。针对月池角隅焊接顺序所产生的残余应力,通过workbench建立模型并研究了不同焊接顺序下的残余应力分布,模拟结果表明,双向焊接相较于单向焊接能降低残余应力,但由于收缩受限,双向焊接第二步焊接开始端残余应力较高。

焊接顺序对Q690钢对接焊缝温度场及应力场影响

利用ANSYS软件采用生死单元并结合APDL参数化语言,建立Q690钢材料平板对接焊接模型,通过建立体生热率热源模型,对Q690钢板单层单道V形焊缝分步退焊与沿Z轴方向焊接方法的温度场与应力场进行有限元分析。研究表明,在其他条件不变的情况下,分布退焊温度场的温度梯度小,整体温度分布更加均匀;冷却至室温后,分布退焊较于沿Z轴方向焊接的残余应力减少0.49×10^(9)Pa。

塔式起重机顶升架焊接顺序优化仿真

顶升架是为适应不同的施工需求利用套架和液压系统对塔式起重机的高度进行调整的顶升结构。其作为一种典型的焊接结构,焊接时产生的残余变形会对塔机的安全应用产生重要影响。利用固有应变法,首先建立以二维网格为主的有限元模型,利用双椭球热源模型,并根据实际生产工艺,通过焊接软件对不同焊接顺序塔式起重机的顶升架进行焊接数值模拟对比,并确定最优焊接顺序。结果表明:经过对焊接顺序进行优化,能有效控制焊接产生的残余应力与变形,该研究具有一定的现实指导意义。

焊接顺序对T型接头焊接的影响分析

为减小T型接头的焊接残余应力和变形情况,以热-弹塑性理论为基础,利用ANSYS有限元软件对T型接头的焊接过程进行数值模拟,分析不同焊接顺序对温度场和应力场的影响,并对不同焊接路径上的应力和变形情况进行比较。结果表明:相较同向焊接,异向焊接在L1和L2这这两个路径上产生的应力分别减小15%和27%。不同的焊接顺序对变形影响各异,异向焊接对翼板角变形影响较小,同向焊接对腹板横向变形影响较小。研究成果可为T型接头焊接方案设计提供一定参考。

焊接顺序和焊接方向优化在管线钢焊接中的应用

为研究管线钢对接焊焊接顺序和焊接方向对焊接变形和残余应力的影响,设计不同焊接装配顺序有限元模型,模拟得到焊接变形和残余应力曲线,并验证仿真模型。结果表明:焊接变形和残余应力曲线整体趋势相近。第1,2道焊接装配顺序一定的前提下,第3道左右均顺的焊接变形结果均大于左顺右逆结果;在第3道焊接装配顺序相同的前提下,盖面焊先焊接中间焊缝再焊接两侧的焊缝,焊接变形相对较小。焊接变形误差控制在5.62%范围内,满足工程施工的要求。不同焊接装配顺序对残余应力分布有一定的影响。盖面焊焊接顺序比焊接方向对残余应力影响程度更大。焊接仿真结果可有效指导长输油管道管线钢生产。

数值模拟焊接顺序预测L形横梁变形分析

针对焊接顺序不合理导致异形截面横梁焊接残余应力和变形大问题,利用热-结构耦合有限元法对L形截面的焊接横梁结构进行焊接顺序数值模拟,定性地对比不同焊接方案中,下顶板与横梁骨架焊接时挠曲变形数值、L形横梁外包围板焊接顺序对前腹板导轨安装面的变形影响。结果表明,相同热源条件下,下顶板采用框架装配法产生的变形较小,而使用分离装配法结构的残余应力值较小;多条焊缝同时焊接比分别焊接引起的焊接变形和残余应力小;由对称中心向两端扩展比从一端到另一端的焊接顺序安排能减小结构变形:优先焊接安装直线导轨的钢板能减小导轨与横梁接触面的变形,降低整体结构的残余应力。

焊接顺序对薄板焊接微观组织、残余应力与变形的影响

焊接过程所产生的高温,在持续加温过程中,会导致工件的微观的组织出现不同程度的变化,致使不同程度的残余应力出现,从而影响工件的焊接结构及形态。而对于薄板焊接来说,薄板不管在刚度上还是在微观组织上,都容易受到力的影响,从而改变自身的形态,在对薄板进行焊接时,焊接所产生的高温,极易致使薄板出现残余应力和变形,从而就需要通过调整焊接顺序的方式,对薄板进行焊接。因此,通过调节焊接顺序的方式,控制焊接对薄板微观组织,残余应力与变形的影响,并利用有限元模型进行温度场、焊接变形、残余应力进行分析。

焊接顺序对座椅连接轴焊接残余应力和变形的影响

基于MSC.MARC有限元软件对座椅连接轴焊构件熔化极气体保护焊的仿真建模,分析了该结构件焊接残余应力和变形。结果表明,焊接残余应力聚集在焊缝附近且接近材料的屈服强度,最大变形为两侧边板。通过对四条焊缝的焊接顺序进行全排列优化,发现使残余应力和变形可控制的最佳焊接顺序,推荐用此工艺顺序来焊接该焊接构件。

焊接顺序及焊接方向对X80管线钢残余应力的影响

针对近年来X80管线钢在应用中出现的多起开裂事故问题。文章采用双椭球热源模型,以生死单元技术模拟V型焊缝填充构建焊接数值模拟过程。采用实验与仿真相结合的方法,对比分析了X80管线钢在多层多道焊时2种不同焊接顺序及4种不同方向对焊接残余应力的影响。结果表明:焊接顺序对焊缝区和HAZ的残余应力有明显影响,采用对称型焊接顺序时残余应力峰值仅为296.4 MPa,比顺序型焊接顺序应力峰值低29.3%;不同焊接方向对焊缝区和HAZ的残余应力影响不大;数值计算结果与实验结果吻合较好,且计算结果对焊接实验具有一定的指导意义。

焊接顺序对电动汽车电池盒铝合金框架残余应力及焊接变形的影响

针对电动汽车电池盒铝合金框架结构复杂、焊缝多、焊后尺寸精度要求高的难题,提出采用4把焊枪同步进行熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)的方法。基于数值仿真技术,对比分析了4种不同焊接顺序下框架的残余应力及焊接变形。结果表明,4种焊接策略下电池盒框架的残余应力分布规律相似,主要集中在焊缝;“M”形由外及里焊接策略的最大等效残余应力平均值最小,为147 MPa。不同焊接策略的变形分布存在较大差异。采用“W”形内外交替的焊接顺序,首先将中间横梁、短梁与边框连接在一起,增大了电池盒框架抗变形能力,然后焊接其余焊缝,框架的平衡对称状态能抵消部分变形,最大变形量0.54 mm,在4种焊接策略中变形最小。

焊接顺序对Q345qD钢厚板焊接接头残余应力和变形的影响

基于ABAQUS有限元软件的热弹塑性分析方法,分析了32 mm厚Q345qD钢对焊接头在熔化极气体保护焊下的残余应力和残余变形。结合试验测试和数值模拟,研究了4种不同焊接顺序对焊接接头残余应力分布和残余变形的影响。采用ABAQUS软件中的单元生死技术模拟焊接过程,热源模型采用双椭球体积热源。结果表明,数值模拟结果与试验结果相符,改变焊接顺序对温度场影响不大,两侧焊道单次交替焊接相比两侧焊道多次交替焊接的横向残余应力整体应力较小,最大值从356 MPa降到278 MPa,降低了21.91%;而两侧焊道多次交替焊接的纵向残余应力整体应力较大,纵向残余应力最大值从303 MPa升到368 MPa,增加了21.45%。与两侧焊道单次交替焊接相比,两侧焊道多次交替焊接的厚度方向变形较小,最大值从1.67 mm降到0.04 mm,降低了97.60%。

基于ANSYS的钢箱梁底板U肋在不同焊接顺序的焊接变形研究

采用有限元软件ANSYS建立了钢箱梁底板和3个U肋的组合焊接分析模型,结合生死单元技术研究不同焊接顺序对底板焊接变形的影响。考虑3个U肋的6个外焊道,设置3种不同焊接顺序的焊接方案,其他条件相同,研究焊接顺序对底板U肋的焊接变形的影响。研究发现:不同的焊接顺序,底板U肋的焊接纵向弯曲变形都呈中间大、边端小的规律,方案1和方案2的焊接变形大小相近,大于焊接方案3的焊接变形大小,和大桥钢板纵向弯曲变形经验公式计算值相符;而横向弯曲变形规律不同,焊接方案2和3的横向弯曲变形大小接近,大于焊接方案1的弯曲变形大小。

焊接顺序对厚壁筒体纵焊缝残余应力的影响

本文采用热-弹塑性顺次耦合数值模拟方法,研究不同焊接顺序下X型坡口厚壁筒体纵焊缝残余应力分布规律,并针对不同的服役工况推荐安全可靠性最高的焊接顺序。

焊接顺序对不锈钢钢管焊接接头残余应力的影响

针对焊接工艺会影响焊接接头性能的问题,提出焊接顺序对不锈钢钢管焊接接头残余应力的影响。通过熔化极气体保护焊将一根不锈钢钢管焊接于另一根之上,采用Solid70单元和Solid185单元分别分析温度场和应力场,构建对应模型并获取焊接最优参数,引入盲孔法测量残余应力,利用有限元分析对比不同焊接顺序的焊接接头横向和纵向残余应力。试验结果表明,焊接顺序对不锈钢钢管焊接接头残余应力具有直接影响,最优焊接顺序为分层焊接顺序方案1:(5)→(6)→(4)→(7)→(3)→(8)→(2)→(9)→(1)→(10)。

不同焊接顺序对碳钢薄壁板梁结构应力与应变影响的有限元数值模拟研究

该研究旨在探究不同焊接顺序对碳钢薄壁板梁结构应力与应变的影响,并为提高车辆质量和安全性提供依据。文中分别采用2组焊接顺序(顺序焊接、跳焊)对工件进行焊接,并对焊接残余应力进行实际测试和仿真模拟。结果表明:不同焊接顺序会在一定程度上影响车体的应力和应变,跳焊焊接过程中,热输入的分散作用使得焊接区域的温度也会发生周期性变化;热输入的交替进行,可平衡车顶结构中的热应力分布,从而减小焊接残余应力和焊接变形;合理选择跳焊顺序可以在一定程度上平衡车顶结构中的热应力分布。因此,在实际车辆制造和维护中,应根据具体情况采用合适的焊接顺序和技术参数,以确保焊接质量和车辆安全。

焊接顺序对TC4钛合金TIG焊T型接头残余应力和变形的影响

建立了TC4钛合金钨极惰性气体保护焊(TIG焊)T型接头的有限元模型并进行热源验证,研究了双侧同时同向(方案1)、单侧顺序同向(方案2)和单侧顺序反向(方案3)这3种焊接顺序对T型接头残余应力和变形的影响。结果表明:模拟得到焊接热循环曲线与试验曲线基本吻合,峰值温度相对误差小于5%,证明模型准确;3种焊接顺序所得T型接头的纵向残余应力在靠近焊缝处均表现为拉应力,远离焊缝处均表现为压应力,方案1接头位置残余应力变化梯度最小;方案1所得接头的变形最小,焊后翼板垂直度最优,因此双侧同时同向焊接更适用于需要严格控制构件焊接整体变形的场合。

机舱骨架结构焊接顺序优化数值分析

机舱骨架结构焊接变形问题突出,为获取最佳的焊接顺序,减小前舱骨架结构的焊接变形,对机舱骨架典型接头进行焊接试验,并建立局部接头的热弹塑性有限元模型,对温度场进行数值模拟,采用热循环曲线法对3种不同焊接顺序方案下的机舱骨架变形进行分析。结果表明:通过试验和模拟获得的典型接头熔池形貌及特征点热循环曲线变化趋势一致;根据不同焊接顺序下纵梁前段及挡板下横梁的焊接变形情况得到了较优的焊接顺序。

大型低温储罐铝制吊顶分区焊接顺序与效果评价

大型低温储罐铝制吊顶焊接过程中极易出现难以忽视的焊接变形。为控制变形程度在可接受的范围,同时为行业类似工程施工项目提供技术参考,本文通过实际应用总结和查找文献的方式获得了影响铝吊顶焊接变形的主要因素及控制方法。采用一种系统的分区焊接顺序相较传统焊接方式可有效减少波浪变形;总结介绍了铝吊顶的焊接结构组成、整体分区焊接顺序方法、各区间焊接顺序及主要控制点。

顶板焊接顺序优化减小焊接变形的预测

利用热弹塑性有限元方法对材料Q345大型吊车箱形梁分段的顶板结构焊接变形进行了数值模拟计算,建立了分析模型,定量地描述了纵筋与顶板焊接顺序及横筋与顶板焊接顺序对焊接变形的影响,并按照"与"的关系结合两者的最优化焊接顺序形成整体焊接结构的最佳焊接顺序.对预测的最佳焊接顺序下的变形模拟值和测量值进行了对比.结果表明,两者吻合良好,最优与最差的焊接顺序得到的变形量为15.12和28.47mm,降低了47%,为实际生产提供了可靠的数值预测依据.