反应堆压力容器接管安全端焊接残余应力模拟及其焊接参数优化研究

目的针对反应堆压力容器接管安全端焊接残余应力较大易导致应力腐蚀开裂的问题,探究焊接工艺参数对焊接残余应力的影响,并寻找最佳工艺参数。方法利用有限元参数化建模方法建立反应堆压力容器接管安全端的三维热-力耦合模型,模拟其焊接过程,研究焊接残余应力的变化情况。采用正交试验设计法分析了焊接电流、焊接速度及层间冷却时间对焊后最大等效应力的影响,建立了焊后最大等效应力与焊接电流、焊接速度及层间冷却时间的二次回归模型,基于该模型利用遗传算法寻优焊接参数。结果焊接残余应力峰值靠近熔合区位置,残余应力较高,超过了材料的屈服应力;各参数按对焊后等效残余应力峰值的影响由大到小的顺序依次为焊接速度、焊接电流、层间冷却时间。正交试验所得最佳工艺参数如下:焊接电流为610 A,焊接速度为20 mm/s,层间冷却时间为400 s,经遗传算法进一步优化后所得的最佳参数如下:焊接电流为610 A,焊接速度为23 mm/s,层间冷却时间为427 s。通过仿真验证遗传算法优化结果,得到焊接残余应力的峰值为373 MPa,比未优化前减小了44 MPa。结论优化后的工艺参数有效降低了焊接残余应力,提高了反应堆压力容器接管安全端服役过程中的安全性,该研究方法可为实际焊接生产提供一定的参考。

基于Marc和遗传算法的焊接工艺参数优化

焊接变形的大小主要受焊接速度、焊接电流、电压、送丝速度、焊接顺序等工艺参数的影响.根据焊接热加工特点和实际需要,针对设计变量数目繁多、类型多样的焊接工艺,采用遗传算法与有限元分析相结合的方式,对重点参数进行了优化.以二维平板对接焊的模型为例,以工件最小焊接变形量为优化目标,经过遗传算法进化后,结合有限元方法进行每组参数组合的焊接过程热力耦合分析,找出焊接能量和焊接速度的最优组合,为焊接工艺的优化和制定提供科学的评价和预测.

基于响应曲面法的玻纤增强PBT激光透射焊接工艺参数优化

对玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合材料进行平顶光束激光透射焊接工艺参数优化,选取焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、玻纤含量)为影响因素,选择焊接质量(焊缝抗剪强度、焊缝宽度)为响应值。通过方差分析表和残差概率图验证了模型的准确性,并探究不同焊接工艺参数组合对焊接质量的交互影响。结果表明,增大激光功率、提高焊接速度和增加玻纤含量,焊缝抗剪强度先升高后下降;降低激光功率,提高焊接速度,焊缝宽度下降;增大玻纤含量,焊缝宽度先增大后减小。焊接速度对焊缝抗剪强度影响较大,玻纤含量对焊缝宽度影响较大。分别以最佳焊接质量和最小焊接成本为目标确定了玻纤复合材料的最优焊接工艺参数。

U肋内焊技术的工艺参数优化研究

U肋内焊技术解决了U肋内侧角焊缝无法焊接问题,提高了U肋根部的疲劳强度,可广泛应用于桥梁正交异性板结构的焊接。结合U肋内焊技术实际样板焊接情况,研究和探讨了U肋内焊技术的工艺参数优化。优化结果提高了焊接质量,降低了工艺成本,提高综合经济效益。

焊缝组织预测及焊接工艺参数优化的智能控制研究

介绍近年来人工智能技术在焊缝组织预测及焊接工艺参数优化方面的最新成果 ,分析它们的特点和实用性 ;为焊接智能控制系统的研究提供参考依据。

冷压焊接在箔式线圈中的工艺参数优化

介绍了冷压焊接的结合强度理论,提出了优化箔式线圈冷压焊接中焊点数量参数的方法,推导了满足焊接质量的焊点数量的经验公式,并通过破坏性实验,验证了该经验公式的可靠性。

应用MATLAB建立焊接参数人工神经网络模型的方法

介绍了MATLAB软件包中神经网络工具箱的使用方法 ,并通过以优化焊接工艺参数为例 ,介绍了三层BP网络模型的网络结构的设计、训练数据的处理、网络的初始化。

自动化焊接技术在机械制造中的应用研究

焊接自动化是机械制造实现智能化升级的关键,但是其目前面临着焊缝成形控制、多源数据融合、参数动态优化等技术难题。基于此,提出一套智能化解决方案,包括基于深度学习的焊缝缺陷检测、自适应卡尔曼滤波的异构传感器融合、专家知识与机器学习相结合的参数动态优化方法。通过实验验证,采用该方案后焊缝成形质量明显改善,一次合格率提高5~12个百分点,焊接生产效率提高11%~22%。

TC4钛合金激光-MIG复合焊接研究

通过激光-MIG复合热源焊接参数优化,获得15 mm厚钛合金对接焊接接头,利用金相分析、拉伸试验和显微硬度对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:坡口角度60°,钝边5 mm焊接过程最稳定,打底层焊缝熔深和熔宽随激光功率和焊接电流的增加而增加,随焊接速度的增加而减小;采用摆动焊接进行填充和盖面,焊接过程熔滴过渡稳定,无焊接缺陷,焊缝由单一的α'马氏体组成,热影响区显微组织为初生α相和α'马氏体;接头抗拉强度高于母材,断后伸长率为11.5%,略低于母材,拉伸试样断裂在母材处。焊缝区显微硬度最高,热影响区居中,母材最低。

轨道车辆不锈钢车体典型接头激光焊接工艺特性研究

通过优化两种板厚组合(2 mm+1.5 mm和1.5 mm+2 mm)的不锈钢非熔透型激光搭接焊的焊接工艺参数,实现对多参量耦合工况条件下的激光焊接质量控制,并对其疲劳性能进行研究。运用正交试验方法设计了焊接工艺试验,根据正交试验结果分析两种板厚组合焊接接头的3种关键焊接参数(焊接功率P、焊速v、离焦量f)与抗剪强度之间的关系,得出最优焊接工艺参数,即1.5 mm+2 mm板厚组合:P=3700 W,v=4330 mm/min,f=+4 mm;2 mm+1.5 mm板厚组合:P=3700 W,v=4580 mm/min,f=0 mm,对比分析最佳焊接工艺参数下两种板厚组合激光焊焊接接头的疲劳性能,2 mm+1.5 mm板厚组合焊接接头疲劳强度高于1.5 mm+2 mm板厚组合,为不锈钢车体激光焊接参数的进一步优化及疲劳性能研究提供了参考。

浅谈弧焊机器人横焊单面焊双面成形的未熔合缺陷

文中研究了弧焊机器人横焊单面焊双面成形过程中产生未熔合缺陷的原因及优化方法。首先,介绍了研究的背景、目的和意义,分析了弧焊机器人原理、横焊单面成形原理和双面成形原理;然后,对横焊单面焊成形过程和双面成形过程进行了详细分析,并探讨了未熔合缺陷产生的原因,提出了熔池优化方法、电极轨迹优化方法和焊接参数优化方法,以优化横焊单面焊双面成形过程并初步拟合了焊接参数的计算公式;最后,进行了总结分析并展望了未来的研究方向。

Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊焊缝成形及力学性能

为了改善钛合金薄板激光焊接过程中因工装误差或存在毛刺造成的焊穿、焊漏等缺陷,采用光纤激光器对1.2 mm厚的Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验。分析脉冲频率、对接间隙及激光峰值功率3个工艺条件对焊缝成形的影响,针对外观成形较好的焊缝进行显微组织与力学性能测试,确定了适合Ti6Al4V薄板拼焊的最佳焊接工艺参数。结果表明,采用脉冲频率40 Hz,占空比60%,激光峰值功率2.0 kW,光斑直径0.7 mm,焊接速度1.8 m/min的脉冲激光焊接工艺可以获得质量优异的焊缝;焊缝由粗大的柱状β晶粒和针状α′相组成,热影响区形成了短针状α′相;随着峰值功率的增大,焊缝的显微硬度明显增大,抗拉强度逐渐减小。最优焊接工艺参数下的焊缝强度可以达到母材的98%,拉伸断口表面平整、规则,断面与拉伸轴线方向呈45°,断口含有大量韧窝。

Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊的焊缝成形及力学性能

为了改善钛合金薄板激光焊接过程中因工装误差或存在毛刺造成的焊穿、焊漏等缺陷,采用光纤激光器对1.2 mm厚的Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验。分析脉冲频率、对接间隙及激光峰值功率3个工艺条件对焊缝成形的影响,针对外观成形较好的焊缝进行显微组织与力学性能测试,确定了适合Ti6Al4V薄板拼焊的最佳焊接工艺参数。结果表明,采用脉冲频率40 Hz,占空比60%,激光峰值功率2.0 kW,光斑直径0.7 mm,焊接速度1.8 m/min的脉冲激光焊接工艺可以获得质量优异的焊缝;焊缝由粗大的柱状β晶粒和针状α′相组成,热影响区形成了短针状α′相;随着峰值功率的增大,焊缝的显微硬度明显增大,抗拉强度逐渐减小。最优焊接工艺参数下的焊缝强度可以达到母材的98%,拉伸断口表面平整、规则,断面与拉伸轴线方向呈45°,断口含有大量韧窝。

汽车用螺母凸焊工艺研究现状及展望

螺母凸焊作为汽车车身制造的重要基础工艺之一,其焊接质量直接影响车身制造水平、服役可靠性。控制焊接参数是提高螺母凸焊质量的重要方法,电极压力、焊接电流、焊接时间为主要焊接参数。为进一步合理控制焊接参数工艺窗口,详细论述了目前焊接参数的研究现状。介绍了螺母凸焊工艺特点,分析了单一焊接参数变化试验、数值模拟、焊接参数动态监测等方面的研究。认为应提升焊接工艺参数信号检测采样精度,结合接头微观组织及熔核质量分析、接头力学性能测试、工艺过程动态数值模拟等方法综合开展研究工作,深入揭示螺母凸焊工艺的复杂机理过程,制定普适性的焊接工艺窗口措施,加强对实际生产指导的有效性。

Optimization of process parameters to maximize ultimate tensile strength of friction stir welded dissimilar aluminum alloys using response surface methodology

Aluminium alloys generally present low weldability by traditional fusion welding process. Development of the friction stir welding （FSW） has provided an alternative improved way of producing aluminium joints in a faster and reliable manner. The quality of a weld joint is stalwartly influenced by process parameter used during welding. An approach to develop a mathematical model was studied for predicting and optimizing the process parameters of dissimilar aluminum alloy （AA6351 T6-AA5083 Hlll）joints by incorporating the FSW process parameters such as tool pin profile, tool rotational speed welding speed and axial force. The effects of the FSW process parameters on the ultimate tensile strength （UTS） of friction welded dissimilar joints were discussed. Optimization was carried out to maximize the UTS using response surface methodology （RSM） and the identified optimum FSW welding parameters were reported.

TA2薄板电弧辅助激光高速焊接的焊缝成形稳定性

针对0.5 mm纯钛TA2薄板的电弧辅助激光焊高速焊接(Arc-assisted laser welding,AALW),建立自熔焊在全熔透条件下两种热源模式激光引导(Laserlading,LL)和电弧引导(Arcleading,AL),焊接参数变量与焊缝成形指标的较高精度非线性回归模型,分析AALW焊接参数变量对焊缝成形稳定性的影响。结果表明,在AALW高速焊接条件下,由于LL模式后置TIG电弧对熔池的扰动和铺展作用,LL模式的正面熔宽大于AL模式约13.5%,正面余高低于AL模式约7.5%。AL模式下,4个焊接主效应变量(激光功率P、焊接速度v、焊接电流I、热源间距D)单独变化对焊缝成形指标的影响较小,而v×D、I×D和P×D交互作用的变化对焊缝成形指标影响较大;LL模式下,焊缝成形指标受单个主效应变量的影响显著,而焊接参数变量之间交互作用的影响极不显著。结合实际工程应用,以最大背正比Rbw、最小正面熔宽W和最小背面余高H2作为优化目标,分析两种热源模式下优化的焊接参数范围;在优化的焊缝成形指标条件下,AL模式的背正比系数高于LL模式约12%,AL模式的优化焊接参数窗口范围的宽泛度比LL模式大7%。