动态控制的低应力无变形焊接新技术

在成功地研究并开发了薄壁构件低应力无变形焊接新技术的基础上，把靠预置温度场静态控制焊接应力与变形的方法发展到动态控制法，这一新构思所形成的动态控制焊接应力与变形的新技术的原理在于：不再依赖预置温度场，而是直接利用电弧在薄壁构件上所形成的焊接温度场，建立一个特殊构造的热潭跟随电弧，构成“热源－热潭”多源系统，在熔池后的高温焊缝区产生强烈的局部急冷拉伸作用，控制和补偿焊接时产生的压缩塑性变形。达到薄壁构件低应力无变形的焊接效果。

铝合金动态控制低应力无变形(DC-LSND)MAG焊焊接过程模拟

对动态控制低应力无变形(dynamically controlled low stress no-distortion,DC-LSND)铝合金MAG焊进行了数值仿真,利用数值仿真模型并结合优化算法对热沉参数进行了优化分析。通过对有限元软件的二次开发,实现了焊接热源程序的加载和热沉过程的加载。对比正常焊接过程,采用热沉实现了随焊激冷法后焊接残余应力降低。在其他条件热沉不变的条件下,随着热沉强度的增大,残余应力显著降低。在热沉强度不变的情况下,热沉与热源距离在30 mm左右时,应力降低效果最为明显。

1420铝锂合金动态低应力无变形焊接技术

针对1420铝锂合金平板对接和T形穿透焊接结构,开展了动态低应力无变形(DC-LSND,dynamically controlled low stress non-deformation)焊接技术的可行性研究;通过与常规TIG焊进行焊接应力和变形、接头组织以及拉伸性能的对比,分析了该技术实现应力和变形控制的原因。结果表明,采用动态低应力无变形焊接1420铝锂合金平板对接结构,能够有效地减小焊接应力和变形,并且对接头的拉伸性能没有影响,同时采用该技术可实现铝锂合金T形接头穿透焊的应力和变形的控制。

薄壁铝合金搅拌摩擦焊焊接应力变形与控制

搅拌摩擦焊(FSW)焊接残余应力变形表现出与传统熔焊不同的规律,文中研究了薄壁铝合金搅拌摩擦焊残余应力分布规律和焊接变形控制方法,结果表明,纵向残余应力峰值并非出现于焊缝中心,热影响区和热机影响区是残余应力相对较大的区域。基于动态低应力无变形焊接方法,设计开发了一套热沉系统,进行了动态低应力无变形FSW试验。研究表明,动态低应力无变形焊接技术可以有效减小搅拌摩擦焊接头残余应力和变形,接头残余应力分布规律与常规搅拌摩擦焊接头残余应力分布类似,但应力峰值降低50%以上。

可编程控制器在低应力无变形自动焊接设备上的应用

焊接设备的单机自动化，是现代焊接技术的主要发展方向之一。本文较详细地介绍了可编程控制器在低应力无变形焊接设备上实现焊接过程自动化控制的应用情况，该设备已调试成功并在生产中应用。

船体梁结构低应力无变形焊接技术研究方法概述

低应力无变形焊接技术是一种降低焊接变形和残余应力的新技术,具有高效、灵活、效果明显等优点,有望能得到广泛应用.综述了近年来低应力无变形焊接技术的研究现状,并对国内外的研究成果进行了简要的介绍在此基础上,对基于低应力无变形焊接技术的焊接变形和残余应力控制研究的发展进行了展望,并以T型梁为例进行无变形焊接模拟研究.

静态低应力无变形焊接技术的数值模拟与优化

针对静态低应力无变形技术(LSND)在铝合金薄板焊接上的应用,开展了其焊接过程应力应变分布特征的有限元数值模拟和优化研究。分别建立了常规钨惰性气体(TIG)焊接和静态低应力无变形技术焊接时温度场和应力应变场的有限元模型,计算了两种方法焊接时温度场、应力应变场的差异。根据数值模拟结果,优化了静态低应力无变形技术的两个重要工艺参数:加热温度和加热区域边缘到焊缝中心的距离,给出了针对具体材料和试件尺寸的工艺参数推荐值。

低应力无变形焊接技术对船舶制造的影响

目前,低应力无变形焊接技术在制造业中被广泛推广,它是一种能够降低焊接残余应力与变形的高质、高效的新型焊接技术。关于如何利用低应力无变形焊接技术控制残余应力与变形,综述近些年国内外学者的研究现状。同时,基于热弹塑性有限元理论,利用低应力无变形焊接技术对船舶制造业中使用最为普遍的钢板对接进行焊接数值模拟仿真,并展望了低应力无变形焊接技术在船舶领域的推广和应用。

获1995年国家发明二等奖的薄壳结构低应力无变形焊接方法及其装置项目

获１９９５年国家发明二等奖的薄壳结构低应力无变形焊接方法及其装置项目本刊记者航空航天飞行器薄壳结构大量采用４ｍｍ以下的薄板，其临界失稳应力值甚小，对焊接残余应力极为敏感，在较小的残余压应力作用下即会发生大挠度失稳翘曲变形。焊接变形不但破坏了结构完整性...

热拉伸效应控制飞行器板壳结构焊接变形

低应力无变形焊接技术是一种在焊接过程中直接实施热拉伸效应的方法,可以在待焊工件的全截面上由预置温度场建立温度梯度形成温差拉伸效应,或者在焊接热源附近的局域范围内由热沉建立大温度梯度形成温差拉伸效应。

轻金属材料结构制造中的搅拌摩擦焊技术与焊接变形控制(上)

该文讨论了工程实践中两个方面的问题。一方面,介绍了搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding,FSW)的国内外发展现状。该技术在铝合金结构制造中已成为可以替代熔焊技术的实用的工业化固相连接技术。另一方面,还论述了我国拥有自主知识产权的创新性的技术——低应力无变形(LowStressNoDistortion-LSNDWelding)焊接法的机理和工程应用。该方法采用热拉伸效应(全截面热拉伸、局域热拉伸)主动控制铝合金、钛合金飞行器薄壁结构焊接失稳翘曲变形,可达到焊后无变形的目标。

FSW接头残余应力分布及控制技术

对不同搅拌头、不同工艺参数条件下的搅拌摩擦焊焊接结构宏观变形进行了测量和分析,在优化参数条件下,研究了动态控制低应力无变形焊接技术搅拌摩擦焊焊接结构宏观变形及残余应力的影响。研究表明,减小搅拌头轴肩直径、降低焊接热输入有助于减小结构宏观变形;动态控制低应力无变形焊接技术有助于减小接头残余应力,但是对结构宏观变形的作用不是很明显。

热沉对焊接残余变形的影响及参数优化分析

对常规的熔化极保护气体焊(MAG)和动态控制低应力无变形(dynamicallycontrolled low stress no-distortion,DC-LSND)MAG焊进行了数值仿真,并对实际的DC-LSND焊件进行了测量,数值仿真结果与试验结果吻合良好.以构架侧梁的焊接残余变形为研究对象,利用数值仿真模型并结合优化算法对热沉参数进行了优化分析,得到了相应的最优方案.结果表明,最优参数下DC-LSND MAG焊控制焊接残余变形的效果明显.

25Cr2Ni2MoV钢焊接接头低周疲劳性能研究

对新型汽轮机焊接转子材料25Cr2Ni2MoV焊接接头及其母材进行应变控制的低周疲劳试验,并进行了相应的断裂位置统计和循环变形特征分析。试验结果表明,焊接削弱了焊接接头的疲劳强度,受到结构非均匀性和各部分力学性能的相对不匹配等因素的影响,焊接接头的断裂位置体现出明显的应变水平依赖性;焊接接头和母材在循环变形过程中均表现出循环软化特性,且存在明显的拉压不对称性,拉压不对称程度随应变水平的增加而增加;与母材相比,焊接接头表现出更加明显的平均应力松弛现象,且平均应力绝对值随着循环周次不断减小最后趋于常值。

热源与热沉的距离对焊接接头应变影响研究

热源与热沉的距离D是动态控制低应力无变形焊接技术的关键参数之一。采用有限元技术开展了热源与热沉中心的距离对焊接接头应变影响的研究。研究发现:冷却介质的急冷作用使得热源与热沉之间的温度陡降,温度梯度变大,热沉作用处成为焊缝中心线上温度最低的位置;不同的D值引起的焊缝中心点的温度历史不同,塑性应变的历史不同,残余态结果也不同。热源与热沉之间距离越近,拉伸作用越强。热源与热沉中心的距离较近时,可以产生大于加热阶段形成的压缩塑性应变的拉伸塑性应变,从而不仅补偿加热时产生的缩短应变,而且还使焊缝中存在拉伸塑性应变。

钛合金预置温度场TIG焊接技术

进行了TC_2合金常规TIG焊、预置温度场TIG焊工艺试验,测试了接头应力和变形,进行了对比分析。研究表明,采用预置温度场低应力焊接法进行焊接,残余应力和变形得到较为有效的控制,δ2mmTC_2合金试件焊后变形量控制到16.3mm,比常规焊降低64%,残余拉应力峰值平均为297.6MPa,降低34.4%。

新型搅拌摩擦焊专利技术——射流冲击热沉搅拌摩擦焊接方法及装置

导读:为了有效避免采用焊后矫形和夹具装夹等复杂且耗时的方法控制和消除薄壁结构件焊接残余应力和变形,近日,北京赛福斯特技术有限公司(中国搅拌摩擦焊中心)

焊接材料及其生产设备

采用曲壳单元热弹塑性有限元法,对巧ND静态低应力无变形焊接控制技术中辅助热源影响焊接残余应力的规律进行了数值模拟。计算结果表明:(l)随焊接热源一起加热和冷却的辅助热源能使加热瞬时的板内应力重新分布.对焊接残余应力的影响不大。(2)

应力应变、疲劳与脆断、断裂力学

采用曲壳单元热弹塑性有限元法,对巧ND静态低应力无变形焊接控制技术中辅助热源影响焊接残余应力的规律进行了数值模拟。计算结果表明:(l)随焊接热源一起加热和冷却的辅助热源能使加热瞬时的板内应力重新分布.对焊接残余应力的影响不大。(2)