随焊干冰激冷冷源尺寸对焊接残余应力影响的有限元分析

文中利用米粒状干冰颗粒作为冷却介质进行随焊激冷,通过将干冰颗粒与压缩空气混合,借助喷枪从喷嘴直接喷射于试板上,干冰颗粒与试件接触瞬间升华带走大量热量,实现局部快速冷却.基于热弹塑性有限元方法,对1561铝合金随焊激冷焊接的方法进行了模拟,分析不同长度和宽度的矩形冷源对随焊激冷控制残余应力的影响,从而对干冰喷嘴出口形状设计进行指导,以优化随焊激冷控制焊接应力与变形的效果.结果表明,最佳矩形冷源的长宽为40 mm×25 mm,板中心纵向残余拉应力由162 MPa降低为零,板两端纵向残余压应力由常规焊接的59.3 MPa减小到20.4 MPa,减小大约65.6%.

1561铝合金TIG焊接头组织与力学性能分析

1561铝合金具有较高的强度,是制造大型水面舰船的优质材料。本文针对5 mm厚1561铝合金实施了双面单弧TIG立焊试验,通过金相、扫描电镜、显微硬度和拉伸试验研究了焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明:母材基体中主要含有α(Al)、弥散的β(Mg2Al3)相与片状(Fe Mn)Al6相,在焊接热循环的作用下,弥散相逐渐消失,而(Fe Mn)Al6相的尺寸、形态和分布也发生了变化;接头各区域硬度差别不大,其中熔合线处数值最高,约为HV90,热影响区硬度值最低,约为HV75;焊接接头拉伸性能良好,其中抗拉强度和屈服强度达到了母材的90%以上,且多数试样在热影响区位置发生断裂。

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明,焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在"∧"字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.

1561铝合金双面双弧TIG焊接接头的组织和力学性能

采用双面双弧错位TIG填丝立向焊工艺对1561高镁铝合金进行焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:焊缝中无气孔和裂纹缺陷;1561铝合金双面双弧错位立向焊缝横截面存在着"人"字形粗晶区,粗晶区两侧和下方有细晶区,同时,在部分熔化区出现了范围较窄的粗晶区;正反面焊道的显微硬度均低于母材的,但热影响区并没有表现出明显的软化现象。焊接接头的抗拉强度达到了母材的90%以上,力学性能良好;接头粗晶区的存在与双面双弧错位TIG焊的温度场和熔池流场有关。

船用5083铝合金双面单弧焊接接头组织与性能研究

采用双面单弧TIG焊方法对船用5083铝合金板材进行立焊焊接,对焊接接头宏观和微观组织、显微硬度和拉伸、弯曲性能进行研究,结果表明,5083铝合金焊接性良好,立焊焊接接头无缺陷存在,正反面焊缝性能差别不大;接头中存在α-Al,β(Mg_2Al_3),(Fe,Mn)Al_6三相,其中β(Mg_2Al_3)和(Fe,Mn)Al_6相大小和分布随焊接热循环影响而不同;接头的硬度以焊缝中心线为轴呈对称分布,整体硬度值变化不大,其中,焊缝中心硬度值最低,热影向区硬度值最高;接头在室温下的平均抗拉强度达到290 MPa以上,断裂部位位于热影响区,试样冷弯试验合格,达到塑性使用要求。

基于eM-Plant海上风塔塔体制造过程的仿真与优化

海上风塔是现代化的风力发电装置,是节能环保型新能源的重要组成部分。以风塔塔体制造为研究对象,通过现场工艺参数及数据采集,对其车间生产线的状况和生产流程特性进行分析。运用eM-Plant系统仿真软件构建风塔生产模型并模拟线上的制造过程。根据仿真结果分析,找出影响生产线平衡的瓶颈后,通过改进车间工艺布局进行仿真优化和优化结果分析,可以为改进实际风塔生产线提供较为理想的生产方案,从而改进生产线的整体性能。

船用5083铝合金变极性等离子焊接头组织和性能

采用变极性等离子焊接工艺实现了5mm厚船用A5000系铝合金立向上位置焊接,并分析了接头的组织和力学性能。力学试验显示:接头抗拉强度达到295MPa,延伸率达到10%,断裂位置在熔合线附近;焊缝区和热影响区的显微硬度均低于母材,且焊缝中心处最低。接头金相观察发现:熔合线附近的焊缝为粗大的等轴晶组织,但焊缝区大部分为胞状树枝晶组织,从两侧呈对称生长并在焊缝中心处相遇,热影响区为再结晶组织。利用电子探针分析了拉伸断裂位置附近的成分,发现该区域Mg含量偏低且分布不均匀,固溶强化效果下降,组织和成分的不均匀导致该区域成为接头的薄弱部位。

计及可靠性要求的舷侧分段装焊工艺路线确定

本文结合某型舰的建造过程提出了计及可靠性要求的工艺路线确定方法,并通过在舷侧分段装焊工艺中的工程应用验证了该方法的正确性和合理性。