工艺参数对平板对接焊温度场及残余应力的影响

焊接变形和残余应力对集装箱船的建造质量有着重要影响,通过优化焊接工艺可以有效提高其结构的焊接质量。为选择合理的焊接工艺参数,文章基于ANSYS软件,建立了船舶平板对接焊的有限元分析模型,采用高斯热源模型,对接头的温度场及应力变形进行了数值模拟,并将焊接电流、焊接速度和板厚对平板对接焊残余应力场及变形的影响规律进行了分析和总结,对实际生产中集装箱船结构焊接质量的控制具有一定的参考价值。

基于有限元仿真探究线能量对平板对接焊缝成形质量的影响

考虑东营原油库迁建工程的储罐焊接工艺,从固体力学专业角度,采用有限元仿真的方法探究了线能量对平板对接焊缝成形质量的影响。考虑应力场及温度场的耦合作用,采用ABAQUS软件构建了有限元模型,并对该软件进行二次开发,借助DFLUX子程序实现了移动双椭球热源的定义。通过对比仿真结果发现,改变线能量输入对残余应力影响不大,但对塑性应变影响显著,且存在一个临界值,若线能量高于该临界值,塑性应变随线能量的增速将大幅提高,严重影响焊缝成形质量。

平板对接焊残余应力的三维有限元模拟与实验研究

针对平板对接焊焊接时的热应力特征,通过对焊接过程中加热与冷却温度场的正确描述,并采用合理的热源模式,应用有限元软件ANSYS对其温度场和应力场进行了耦合模拟分析。分析中考虑了钢材热物理参数和力学参数随温度变化的非线性,得到了焊后残余应力的大小与分布规律。设计了等厚和不等厚两组焊接试件,采用盲孔法对其残余应力进行了实测,实测结果与数值模拟结果吻合良好,证明了有限元数值模拟方法的正确。

7075铝合金搅拌摩擦焊研究

使用搅拌摩擦焊对8mm厚的7075-T7351铝合金进行了单道平板对接。结果表明，在工艺参数为搅拌头旋转速度为1180r／min、焊接速度为37．5mm／min时，可获得较好的接头，抗拉强度达到390MPa，是母材强度的78％；7075-T7351铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织为典型的搅拌摩擦焊接头组织，焊核区为细小的等轴晶，晶粒大小为6～7μm，母材组织中的强化相在此区域消失；接头显微硬度值分布趋势沿焊缝中心两侧基本对称，热机影响区-热影响区过渡区及焊核区硬度低于母材，是焊件的薄弱环节。

板材焊缝间隙差异对温度场及应力场的影响

针对国内外船体板材对接焊焊接工序中,对于焊缝间隙的差异引起的温度场、残余应力以及板材横向收缩量的研究规律问题,利用焊接专用软件Sysweld,对船体板材在不同焊缝间隙下对接焊焊接过程进行数值模拟仿真,分析得到随着焊缝间隙的增大,焊接过程中的最高温度,焊接冷却后板材的残余应力以及横向收缩量都是增大的,为实现焊接过程中变形量的精度控制等提供了前提条件。

一种单面焊双面成形定位压紧小车的设计

针对某企业需求的平板对接,为解决大型钢板焊接不易翻转的难题,设计了一种单面焊双面成形定位压紧小车。该小车应用在厚薄板对接自动焊接设备中,采用26个弹簧压紧机构,均布在焊缝周围,且焊后持续加压,较好的解决了薄板单面焊接易产生波浪变形的问题;利用偏心轮形式设计了可双向操作的凸轮机构,压紧速度满足中间快两头慢的要求,工作位置可靠,且允许单边操作。经试焊证明,该小车能够确保压紧效果,较好的满足单面焊双面成形的焊接要求,提高了生产效率。

板材厚度对焊接变形量的影响

针对船体建造时对接焊焊接过程中,对于不同厚度板材横向收缩量、纵向收缩量以及角变形的研究规律问题,利用焊接专用软件Sysweld基于热弹塑性有限元分析方法,对船体板材在不同板厚下的对接焊焊接工艺过程进行数值模拟仿真,分析得到随着板材厚度的增大,板材的横向收缩量和纵向收缩量都是逐渐减小的,而角变形是逐渐增大的,为实现焊接过程中变形量的精度控制等提供了前提条件。