超声兰姆波在角焊缝探伤中传播衰减规律研究

超声波兰姆波是钢材结构测查和无损检测领域常用的超声波之一,因超声兰姆波其传播距离长、点对点的检测可承载整体结构信息而被广泛使用。焊接板焊缝由于焊接应力等力学参数的变化,往往会容易产生裂纹等缺陷而导致难以检测,因此,通过有限元模拟可以研究兰姆波在焊接角焊缝结构中的传播机制以及损伤与兰姆波之间的相互作用,通过设置压电陶瓷模型中激励信号的激励源,通过激励源将信号发出,由于信号在传递时会出现重叠、折射等一些不确定因素影响,采用设置等距双接受点的方式进行信号接收,得出超声兰姆波在焊接角件未碰到损伤时延设置路线均匀水平传播,其传播机制遵循兰姆波频谱图,其幅值强度与周期稳定,可以通过设置可接收的信号来比较不同裂纹深度对检测的影响,得出幅值与其裂纹深度成正比的规律,超声兰姆波的波包返回稳定,通过幅值可以推算其飞行时间。当损伤深度变化时,随着深度的变大超声兰姆波的幅值会加大,最后趋于一个极大值,这为损伤定位方法的研究打下坚实基础。

Q460车桥壳埋弧焊焊缝组织及电化学腐蚀行为

选取Q460低合金高强钢及其埋弧焊焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计等测试手法研究焊缝组织及性能;通过电化学极化曲线的测试研究焊缝腐蚀行为。试验结果表明,焊缝组织为针状铁素体和珠光体,经过淬火加高温回火后的焊缝晶粒最为细小;焊缝的硬度大于母材的硬度;焊缝的抗腐蚀性能低于母材,在质量分数为3.5%的NaCl腐蚀环境下,较于同为低合金高强钢的Q510和Q345,Q460焊缝耐腐蚀性也略差。

焊缝错位对X80钢管应力分布影响的数值预测

利用有限元软件ANSYS建立了二维有限元模型.通过对三种不同焊缝错位试件(TS１、TS２和 TS３)对接焊缝的分析,研究在正常工作条件以及静水压试验条件下焊接错对X８０钢管应力分布的影响.分析结果发现,在水压试验条件下,环形焊接接头的应力集中程度远比正常情况下严重.在正常工作条件和静水压试验条件下,TS１试件最大应力集中区位于设计系数为0.8的管道侧的焊根处,TS２试件则位于设计系数为0.72的管道侧的焊趾处.TS３试样在静水压试验中,周向应力(σz)的峰值不在焊缝表面而是位于焊缝根部以下.计算结果可为 X８０管道的改进施工提供理论依据.

脉冲双丝GMAW熔滴过渡过程中熔池波动行为数值分析

研究了脉冲双丝GMAW过程中熔池自由表面受周期性熔滴冲击引起的动态波动行为.根据二维波动理论建立了熔池液面受迫振动以及由此产生的二维波动行为的瞬态数学模型,推导出控制微分方程,给出了相应的初始条件和边界条件并编制程序进行了数值分析.得到了熔池自由表面的位移和振动速度分布规律、不同熔滴过渡条件下熔池自由表面的瞬时波动规律及焊接过程中表面波动所引起的干涉现象.结果表明,表面波主要起源于前丝、后丝中心附近,导致熔池表面有较强的凹陷.选用直径1.0 mm的焊丝可以减小熔池表面波动,防止出现较粗的焊缝波纹;当熔滴过渡频率为1000 Hz时,容易出现焊接波纹粗大、咬边等缺陷,波动干涉随熔滴过渡频率减小而减小.文中的工作能够为脉冲双丝GMAW的工业化生产和焊接工艺参数的优化提供基础数据和理论指导.

焊接参数对铝合金冷金属过渡焊接熔滴过渡行为的影响

搭建高速摄像和电信号同步采集系统,对铝合金冷金属过渡焊接在不同参数下的熔滴过渡行为进行研究。研究结果表明:当送丝速度为5.5 m·min^(-1)时,直流CMT焊接的熔滴过渡形式变为射滴过渡加短路过渡的混合模式,而交流CMT焊接为短路过渡方式,证明在相同参数下,交流CMT具有更低的热输入。

铝合金压力铸造过程的优化仿真

选取铝合金汽车方向盘作为研究对象,利用Pro/E建模软件设计了侧铸浇注系统,并通过FLOW-3D软件对流场、温度场、应力场和表面缺陷生成情况进行模拟,通过分析模拟图得出侧铸浇注系统的合理性。基于此浇注系统对铝合金汽车方向盘进行正交试验,利用FLOW-3D软件对9组试验方案进行温度场、表面缺陷生成和卷气量分布情况模拟。通过分析得出影响该压铸件成形的规律,并选出该产品最合适的工艺参数:冲头速度3 m·s^-1,浇注温度920 K,模具温度600 K。

2219铝合金搅拌摩擦焊接过程数值分析

利用Deform-3D软件对2219铝合金搅拌摩擦焊(FSW)的温度场和流场进行了数值分析。温度场的结果表明,混合头在焊接过程中的最高温度为410℃,不超过2219铝合金的熔点。总体温度分布在与肩部接触的表面处最高,并沿着工件的厚度方向降低。温度分布在前进侧和返回侧是不对称的,返回侧的温度要高于前进侧。流场结果表明:金属的整体流动呈漩涡状,工件表面的流速大于内部速度。当搅拌头的转速从20πrad·s^(-1)增加到40πrad·s^(-1)时,在搅拌头附近,特别是在工件的上表面附近流动趋势增强。

Numerical analysis of typical droplets transfer mode in wire and arc additive manufacture process

A two-dimensional model was established for the first time by coupling moving wire and arc in CMT-WAAM and GMAWWAAM process,revealing the temperature,potential and droplet transition behavior of droplet metal.The droplet transition and the change of droplet transfer mode under different wire feeding speed were analyzed.The experiments and numerical simulation research found that droplet transition mode is projected transfer in GMAW-WAAM process under 150 A current,with a complete transition period is 14 ms.The droplet transition shows a short-circuit transition mode in CMT-WAAM process,with wire feeding speed of 5.5 m/min and a complete transition period is 20 ms.The droplet transition shows a mixture of droplet transfer and short-circuit transition mode in CMT-WAAM process,with wire feeding speed of 5.5 m/min and a complete transition period is 23 ms.Based on the theoretical research and experimental studies,the mechanism of droplet transfer mode in WAAM was studied,which can provide reference for optimizing parameters.

不同焊接模式下的A304不锈钢YAG激光焊等离子体的电信号特征

提出一种无源电检测装置,对A304不锈钢YAG激光焊接过程中的等离子体电信号进行检测,并利用高速摄像机对等离子体的形态进行观察。结果表明,不同焊接模式下的等离子体电信号具有不同的时域特征。对不同焊接模式下的等离子体电信号特征进行理论与试验分析,发现等离子体电信号受等离子体效应和鞘层效应的共同影响;小孔的形成与否是造成不同焊接模式下等离子体电信号特征不同的决定性因素。