基于试验数据关系模型的焊接变形计算方法研究

运用固有应变弹性有限元法计算焊接变形时需要输入焊接结构的固有应变值,为了方便固有应变值的计算,文中应用了一个无量纲热输入参数,建立了基于试验数据的固有应变与无量纲热输入参数的关系模型。最后,计算了4个案例的焊接变形,结果表明整体变形的计算值与试验值的平均相对误差符合工程要求。

火箭贮箱侧壁法兰结构TIG焊接变形仿真与顺序优化

文中针对火箭贮箱侧壁法兰结构TIG焊接的变形情况开展有限元分析,建立2A14铝合金贮箱侧壁法兰结构TIG焊接有限元模型,采用双椭球模型模拟马鞍形焊缝的焊接热输入情况,并根据焊接过程温度检测结果及焊缝宏观形貌校核热源模型,重点探究焊接起始位置、焊接顺序对关键部位(焊缝、密封槽)焊接变形的影响。模拟结果表明,焊后变形主要集中在焊缝区域,密封槽变形较小;焊缝与密封槽的焊接变形分布趋势相近,均在B(B')点出现变形峰值。此外,与改变焊接起点相比,改变焊接顺序对焊接变形的影响更为显著。贮箱侧壁法兰结构焊接顺序优化结果显示,在盖面反向焊(方案四)下,焊接变形分布较为均匀,焊缝和密封槽焊接变形最小。在这种情况下,焊缝最大变形量为1.022 mm,密封槽最大变形量为0.505 mm。

基于固有应变法的中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测

为提升中空薄壁铝合金结构件焊接变形与残余应力预测精度。基于固有应变法与焊接热输入参数对焊接等效载荷开展求解,利用有限元仿真方式从变形及应力的角度出发,分别对焊接变形及残余应力进行分析,并通过焊接试验进行验证。结果表明:焊缝左右两侧的边缘区域是产生焊接残余应力的主要位置,横向、纵向残余应力分别为275 MPa、181 MPa,结构件上蒙板呈马鞍形分布,焊接所导致的最大变形分布在上蒙板左右两侧,左右两侧仿真最大值分别0.299 mm、0.274 mm,左右两侧试验最大值分别0.37 mm、0.34 mm,试验变形值略大于仿真变形值,两侧变形预测误差率分别为19.1%、19.4%。研究结果可为类似中空薄壁铝合金结构件焊接变形及残余应力预测提供一定参考依据。

薄壁舱体构件电子束焊接变形模拟分析与优化

大型、多焊缝的薄壁类航天舱体构件在电子束焊接后,存在焊后变形校正难的问题,模拟计算可以预测变形趋势并优化焊接工艺以获得最小变形量。该文对铝合金航天用舱体结构进行了焊接过程的数值模拟,采用平板结构进行了有限元模型的建立与校核,对舱体结构进行了建模,研究了焊接顺序、焊接工艺参数对焊后最大变形量的影响及构件焊后变形趋势。结果表明,构件整体弯曲变形,优先焊接2条纵缝会导致较大的变形量,热输入越大,构件焊后变形量越大。在达到6 mm熔深时,采用高焊接速度35 mm/s及较小的功率5.4 kW可以获得最小的焊接变形,为0.35 mm。该文为薄壁大型舱体结构焊接工艺参数优化提供了依据。

基于固有应变的旧钢桥加固焊接应力和变形分析

文章针对某大型桥梁实际加固修复焊接,利用独自开发的焊接变形分析系统软件,预测不同工艺和工况条件下大桥的应力和变形,获得不同条件下桥梁变形和应力的分布规律,确认该大型桥梁加固焊接施工方案的安全性。同时,该文为实际焊接工艺的优化提供了技术解决方案。

体积收缩法预测LNG储罐内罐焊接变形

通过Visual-Assembly软件对LNG储罐内罐典型焊缝的焊接接头进行模拟,并将模拟数据与试验数据进行对比,以确保模拟数据的可靠性。将简化接头的焊缝及热影响区的网格复制到LNG储罐模型中,对储罐的焊接变形进行预测。结果显示,3块典型焊接接头的小尺寸钢板模拟结果与试验结果接近,证明模拟结果的可行性;LNG储罐内罐的模拟结果显示4人、8人和11人的焊接变形基本一致,但是11人同时焊接的焊接效率最高;整装整焊和随装随焊2种焊接顺序下产生的焊接变形基本一致;横焊、立焊均采用TIP-TIG焊比立焊采用TIP-TIG焊、横焊采用SAW产生的焊接变形小,并且它们的变形方式不一样。

基于水雾在线冷却的钛合金激光焊接应力变形研究

为解决TC4钛合金薄板激光焊接后因残余应力引起的变形问题,选用500 mm×50 mm×1.2 mm规格的TC4钛合金薄板作为研究对象,通过激光焊接并应用水雾在线冷却法进行同步冷却。保持激光功率、焊接速度、离焦量等焊接工艺参数一致,仅改变水雾压力,以研究不同冷却条件下的应力变形控制效果。结果表明,在水雾压力为0.4 MPa、激光功率800 W、焊接速度1.3 m/min、离焦量0 mm的条件下,与自然冷却相比,焊后残余应力降低了29%,最大纵向挠曲变形量减少17.6%;水雾冷却下的焊缝组织尺寸更细小,分布更规整有序。试验证明,水雾在线冷却法能有效改善TC4钛合金薄板激光焊接后的残余应力和变形问题,还可以促进马氏体相变,使焊缝的网篮状组织更加规整有序,从而提升接头的力学性能。

TRIZ在邮轮薄板焊接变形控制中的应用

为解决邮轮建造过程中薄板焊接变形带来的装配工艺差、交付周期长、承载能力弱等一系列问题,利用TRIZ理论对薄板焊接变形进行了研究,首先建立焊接过程功能模型,通过焊接变形原因映射图快速、精准定位影响因素;随后结合矛盾矩阵确定拟采用的发明原理,从而提出改进方案。此外,TRIZ理论在邮轮薄板焊接变形控制的运用,为在邮轮建造过程中的应用提供方法参考。

CR400BF动车组车体端墙焊接模拟仿真与变形控制研究

CR400BF动车组车体端墙为封闭腔体铝合金型材拼焊结构,焊接量大,焊接变形大,尺寸不易控制,影响车辆装配精度和外观质量。针对CR400BF动车组车体端墙焊接变形的控制方法进行研究,通过焊接模拟仿真和实际生产相结合的方式,从结构优化、焊前预制反变形和焊接工艺优化三个方面提出了一套较为优化的端墙焊接变形控制方法。在结构优化方面,采用带立柱的封闭式型材结构代替传统开式型材结构,增加了端墙的刚度。焊前反变形方面,通过调整侧弯梁单件的外形弧度和外部弯梁的组对宽度,实现了对焊接变形的有效控制。焊接工艺优化方面,采用“先长后短、先大后小”正反面交替焊接顺序,并调整段焊间距和数量,进一步减小了焊接变形,保证了端墙各项关键尺寸,进而提高了产品质量和生产效率。

抽水蓄能电站压力钢管纵缝埋弧自动焊焊接变形控制措施

针对抽蓄电站压力钢管纵缝埋弧自动焊的焊接变形问题,以内蒙古芝瑞抽水蓄能电站钢管加工为例,总结归纳了焊接变形的原因和危害,论述分析了焊缝焊接变形控制可采取的相关措施。为后续的钢管制作焊接变形控制提供了有效的方法。

大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力分析

目的研究大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接,优化结构设计和工艺设计。方法建立大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接数值分析模型,通过数值模拟的方法,定量分析大厚度奥氏体不锈钢筒体焊接变形和应力。结果零件下部38 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.2 mm;零件下部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为2.0 mm;零件中部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.9 mm;零件上部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.8 mm。填丝激光焊接轴向收缩量为0.55 mm。焊接残余应力最大值在450 MPa左右,应力主要分布在焊缝附近。热处理后,焊接残余应力都有明显降低,最大残余应力从450 MPa左右降低到200 MPa左右,焊接残余应力范围存在一定程度减小;焊接残余变形变化较小,热处理后某些位置的变形略微有所增大。结论模拟结果表明,大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力在可接受范围内,焊后热处理对释放残余应力有重要作用。

数值模拟焊接顺序预测L形横梁变形分析

针对焊接顺序不合理导致异形截面横梁焊接残余应力和变形大问题,利用热-结构耦合有限元法对L形截面的焊接横梁结构进行焊接顺序数值模拟,定性地对比不同焊接方案中,下顶板与横梁骨架焊接时挠曲变形数值、L形横梁外包围板焊接顺序对前腹板导轨安装面的变形影响。结果表明,相同热源条件下,下顶板采用框架装配法产生的变形较小,而使用分离装配法结构的残余应力值较小;多条焊缝同时焊接比分别焊接引起的焊接变形和残余应力小;由对称中心向两端扩展比从一端到另一端的焊接顺序安排能减小结构变形:优先焊接安装直线导轨的钢板能减小导轨与横梁接触面的变形,降低整体结构的残余应力。

时速250 km动车组底架端部焊接变形研究

文中以时速250 km动车组底架焊接变形为例,对底架焊接过程中地板产生的焊接变形进行分析,通过优化焊接工艺,选择合理的焊接顺序和焊接工艺参数、预制反变形等措施控制焊接变形,总结出一套最适合底架生产的工艺方案,提升产品质量,提高生产效率,降低制造成本。

减小27万m~3LNG储罐铝吊顶焊接外观变形量措施分析

结合江苏LNG一期扩建储罐铝吊顶安装焊接实例,通过多项分析对比,着重研究导致大型液化天然气(LNG)全容式储罐的吊顶铝板焊接变形量大的种种原因,并对各种原因进行调查分析找到了主要原因两项:焊接顺序确定和吊杆固定、点焊时间控制,并且对两大主要原因如何进行控制进行了重点分析,成果验证良好。对以后大型LNG全容式储罐吊顶铝板焊接变形控制具有重要的指导意义。

内嵌式非加劲厚钢板墙现场焊接变形控制技术

就某超高层内嵌式非加劲厚钢板墙的焊接变形控制进行介绍,通过设置钢板墙安装对接措施,保证钢板对接精度,在钢板对接焊接前设置加固措施、焊接过程中控制焊接顺序,焊接完成后进行变形矫正的方法保证非加劲厚钢板墙的施工精度。

浅谈转载机槽体焊接变形的预防与应对措施

近年来,随着煤矿综采工作面长度、采掘高度的不断增加,转载机的槽宽,由最初的720mm,增加到1350mm,甚至达到1800mm;中板厚度由40mm,增加到60mm,其中凸槽中板厚度可达80mm。随着槽宽、中板厚度、刮板链速度的不断增加,转载机所承载的运输强度也在不断增大,这就对转载机的可靠性提出了更高要求。因为转载机处于综采工作面的咽喉部位,一旦出现质量问题,会导致煤炭运输中止,进而造成整个采运系统的瘫痪。由于转载机槽体为整焊封底式结构,这就要求焊接强度,即焊缝尺寸必须得到保障。但是,焊缝尺寸增大的同时,会导致焊接热输入成倍的增加,焊接变形量也相应地变大,成为影响转载机槽体生产制造的一个难题。本文分析了矿用刮板转载机槽体中板焊接变形的成因,并从材料选型、设计结构、工艺保障3方面阐述了减缓焊接变形的措施。并在经过充分实践的基础上,提出了中板焊接变形的有效应对措施。

车辆排气管法兰焊接变形的分析及优化

为避免排气系统管件与法兰焊接中法兰焊接变形过大影响后期排气管装配的密封性,通过建立有限元模型并使用移动高斯热源加载模拟法兰的焊接过程。在分析对比不同约束条件和不同焊接参数条件下法兰的温度场、应力、应变结果后,确定排气管生产制造过程中能够有效减小法兰焊接变形的方案。提出建议的焊接电流、焊接速度和热源半径,为排气管法兰焊接工艺优化提供理论依据。

出口运煤漏斗车端墙焊接变形控制

车体钢结构在制造过程中产生的焊接残余应力对车体的性能和外形有很大影响。文中结合出口运煤漏斗车生产实际,从工序出发,分析焊接变形对装配的影响,对关键部件端墙进行深入地结构分析和组装工艺分析,找出关键的工艺控制要素,通过设计专用工装、调整组装顺序等手段,有效控制了焊接变形,保证了组装精度要求。

低碳钢板材焊接变形控制方法综述

钢板材焊接变形控制是一个重要的研究领域,因为焊接过程中会产生热量,导致钢板发生变形,影响焊接质量和结构的稳定性。研究如何有效地控制焊接变形,提高焊接质量和结构的可靠性具有重要意义。针对低碳钢板材焊接变形问题进行研究,分析了热影响、材料性质差异和外力作用等原因对焊接变形的影响,提出了一系列控制方法,包括预热和控温、焊接参数调整、夹具和支撑、松散约束以及后加工处理等。通过采取这些措施,可以有效地控制焊接变形,提高焊接质量和工件的使用性能,对低碳钢板材焊接工艺的优化和应用具有一定的参考价值。

船体结构焊接变形控制技术研究

船体结构焊接变形是造船过程中的重要问题。焊接过程中,热输入会导致船体结构发生变形,可能影响其性能和外观。因此,研究船体结构焊接变形控制技术具有重要意义。通过优化焊接工艺参数、采用预应力技术和结构补偿等方法,可以有效减少焊接变形,提高船体结构的质量和可靠性。本文介绍了船体结构焊接变形类型和结构焊接变形因素,研究了船体结构焊接变形预测方法,提出了船体结构焊接变形矫正措施,包括进一步优化焊接程序、合理利用刚性固定法、采用火工矫正法,以及采用反变形法等。这一研究领域的发展,有助于推动船舶制造技术的进步和船舶性能的提升。