汽车控制臂焊接应力变形的分析和控制

本文采用有限元软件ANSYS对某款汽车控制臂的焊接应力变形进行分析研究,建立焊接应变和焊接尺寸之间的关系,并通过优化焊接顺序和焊接方向寻找控制应力变形量的最优解。仿真及试验结果表明,长焊缝的焊接顺序布置在短焊缝之间对焊接后变形量的影响相对最小,且当两侧焊接方向异向时效果最佳。

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。

焊接应力变形原理若干问题的探讨(二)

提出焊接残余应力形成和消除原理:焊接残余应力不是压缩塑性应变引起的,而是由于焊缝和近缝区金属在"力学熔点"及以下温度冷却收缩受阻产生的;消除焊接残余应力不是产生拉伸塑性应变以减少、抵消和补偿压缩塑性应变,而是将残余弹性应变转变为塑性应变;消除焊接残余应力并不是必须去除固有应变,部分去除或完全不去除固有应变也能完全消除残余应力。提出随焊后热精确控制应力变形焊接法,既可实现无应力焊接和无应力无变形焊接,也可实现适当压应力无变形焊接和较大压应力微变形焊接;并对传统方法与有限元法进行了分析比较。

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。

钢结构焊接应力和变形控制措施

文章通过对焊缝应力与变形概念的界定,阐明了对焊缝应力与变形进行控制的意义,并对焊缝变形与焊缝应力的成因进行了剖析,探讨了控制消除焊接应力及减少焊接过程中的变形处理措施。从而保证了钢材的抗压和弯曲能力,并防止因焊缝变形而导致钢材的损伤。

钛合金环肋结构焊接应力变形与承载能力仿真分析

环肋圆柱壳结构抗压能力强,组焊过程方便。但焊接通常带有残余应力与变形,对该类结构的承载能力造成不利影响。本文采用有限元仿真方法,对钛合金环肋圆柱壳结构进行了纵缝焊接—环缝焊接—肋骨焊接—外压承载的全流程模拟。研究发现,焊接完成后焊后等效米塞斯应力接近材料屈服强度,对于大型结构而言,总变形相对较小,最大为17.23 mm。在承载压力从0加载到20 MPa的过程中,结构的变形呈现近似线性变化,结构均能够很好地承受载荷,但随着压力持续增大,应力水平随之升高,结构开始出现非线性的变形趋势。在无焊接缺陷存在的情况下,残余应力的存在对结构的承载影响不显著。研究结果为后续该类型结构的承载水平提供一定的技术参考。

焊接顺序对座椅连接轴焊接残余应力和变形的影响

基于MSC.MARC有限元软件对座椅连接轴焊构件熔化极气体保护焊的仿真建模,分析了该结构件焊接残余应力和变形。结果表明,焊接残余应力聚集在焊缝附近且接近材料的屈服强度,最大变形为两侧边板。通过对四条焊缝的焊接顺序进行全排列优化,发现使残余应力和变形可控制的最佳焊接顺序,推荐用此工艺顺序来焊接该焊接构件。

焊接非线性大梯度应力变形的高效计算技术

焊接应力变形具有高度非线性大梯度特征,其数值计算涉及到材料、几何与组织的非线性问题.基于热弹塑性有限元的焊接应力变形计算能全面反映焊接的温度场、应力变形场及其变化规律,对深入理解焊接过程起着越来越重要的作用.然而焊接热弹塑性有限元的复杂计算过程和高耗时性使得如何进行高效的焊接计算成为备受关注的学科前沿,正在逐步形成具有严格科学性的焊接应力变形高效计算技术.研究了这一领域的研究成果与进展,对焊接应力变形高效计算技术进行了分类,并探讨了其发展趋势.

线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响

利用有限元分析和实验测试,研究了TC4钛合金平板激光焊接线能量对变形和残余应力的影响规律,并通过焊缝金相实验分析了线能量与焊接残余应力和变形的内在关系。结果表明:钛合金激光焊接产生的纵向残余拉伸应力约为700MPa^850MPa,而横向残余拉伸应力只有50MPa^80MPa。激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低,而横向残余应力随线能量的增加而升高。在临界焊透规范以上焊接时,角变形随线能量的增大而减小,但横向收缩变形增大。试件被完全穿透焊接时,线能量对角变形的影响作用降低。

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。

固定热源长度对T型接头焊接变形及残余应力精确预测的影响

用固定热源预测焊接结构的变形与残余应力,相比移动热源可有效地提升计算效率,但热源长度对计算精度的影响少有讨论。对此,以Q235钢T型焊接接头为研究对象,分别采用X射线法和三坐标测量仪测量接头的残余应力和焊接变形。基于热-弹-塑性有限元分析,采用不同分段长度的固定热源模拟电弧焊过程,获得接头的温度场、应力场和焊接变形,并通过和移动热源模拟结果及试验数据进行比较,验证了固定热源的可行性。最后,讨论了固定热源长度对焊接变形与残余应力计算精度的影响。结果表明,采用移动热源与固定热源模拟焊接热输入均可精准预测中厚板接头的焊接变形,而采用固定热源需合理划定分段长度。当固定热源长度更接近移动热源的瞬态熔池长度时,所预测的变形数值更准确。固定热源长度的缩短,引起描述热源作用所需时间的延长和接头“几何端部效应”加剧,焊缝处纵向残余应力的预测精度降低,对横向残余应力的影响较小。

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。

浅析反应罐制造中如何防止和减少焊接应力与变形

针对制盐企业卤水反应罐制造过程中,容易出现的焊接应力与变形对整台设备结构及安装带来的影响进行原因分析,并制定相应对策措施来防止和减少焊接应力与变形,从而提高反应罐制造质量水平。

焊接应力对开洞钢板剪力墙极限承载力的影响

钢板剪力墙在施工过程中,为保证安装精度及避免受力后产生的噪声问题,多选用焊接连接的方式,这将导致内填板存在较大的焊接应力与变形。通过建立精细有限元模型,研究了焊接对钢板墙受力性能的影响。计算结果表明焊接应力与焊接变形在设计中不可忽略。首先,以开边洞钢板墙为例具体分析了施焊顺序的影响。在得到最佳施焊方案后对有、无焊接作用下开边洞钢板墙进行比较发现,考虑焊接影响时钢板墙的极限抗剪承载力与结构延性均有所降低。最后通过分析开边洞钢板墙的滞回曲线与能量耗散系数指出,钢板墙在进入弹塑性阶段后具有较好的耗能能力。

焊接热循环和变形历史相关的A7N01-T6本构关系

建立了与焊接热循环温度和热变形历史相关的铝合金本构关系,利用MSC.MARC二次开发接口和Fortran语言,以塑性变形有限元计算增量理论为基础,开发了适用于焊接过程的材料本构关系用户子程序.采用弹塑性(混合硬化)和蠕变性质(应变软化)描述低温应变硬化特征和高温动态回复及再结晶引起的应变软化特征,不同温度的本构关系形式一致而参数不同.结果表明,焊件的残余应力和应变结果与理论结果吻合良好.与采用理想弹塑性本构关系相比,采用新开发的本构关系,高温应变软化和低温应变硬化导致等效残余应力基本不变,纵向残余压缩塑性应变较大,相应的焊接残余变形也较大.

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.

随焊冲击旋转挤压控制LD10薄板件焊接变形和热裂纹的研究

LD10铝合金薄板在焊接过程中易产生焊接热裂纹,焊后薄板件易产生较大的焊接变形。采用冲击旋转挤压头对焊缝及相邻区域施加一定频率的冲击旋转挤压作用,使焊缝及近缝区产生塑性延展;对LD10常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的焊接残余变形与焊接残余应力进行测量,对比分析了常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的拉伸试验、维氏硬度、断口分析和金相组织,明确了随焊冲击旋转挤压工艺对焊接件组织及性能的影响。试验结果表明,随焊冲击旋转挤压处理后,工件的残余应力被降低到较低水平,随焊冲击旋转挤压工艺起到控制焊接残余应力和变形的作用,并且抑制了焊接热裂纹的产生。

304不锈钢-Cr26双金属预应力复合耐磨管与异质法兰的焊接工艺

介绍了304不锈钢-Cr26双金属预应力复合耐磨管的结构及其材料构成,论述了304不锈钢-Cr26双金属预应力复合耐磨管与法兰焊接时存在复合层界面开裂的问题,提出了304不锈钢-Cr26双金属预应力复合耐磨管法兰焊接时的预热方式、预热温度计算方法及焊接结束时的温度要求,选择了焊接材料和焊接方法,制定了304不锈钢-Cr26预应力双金属复合管与Q345B法兰的焊接工艺并进行了实际产品的焊接,测试出焊接区具有较小的焊接残余应力,有效防止了该复合管法兰焊接时复合界面的开裂。结合复合管结构特点、各部分材料线胀系数及温度条件,讨论分析了复合管法兰焊接时复合界面开裂机理。

大型钢结构屋架焊接应力释放研究

在大型钢结构屋架平台施工中,焊接是重要工序.如何消除焊接应力,控制焊接变形,是保证工程质量的关键.针对大型钢结构屋架平台焊接变形问题,施工前应分析出影响变形的主要因素并预见变形的方向,制定预防、矫正变形、释放焊接应力的措施.本文通过对大型钢结构屋架平台施工经验的总结,提出可操作性防变形措施,在文中主要针对的是大型钢结构屋架的焊接应力进行探讨,提出了相应的解决方案。

挖掘机上部中车架预应力反变形组焊工艺改进

通过上部中车架组焊工艺流程及组焊特点进行分析改进焊接技术。根据工作实践指导于技术创新。挖掘机上部中车架底板焊接变形的控制与工艺改进。通过上部中车架组焊对品质的影响分析,得出中车架焊接中的关键技术的创新,包括预应力反变形焊接法,焊接顺序及工艺参数的调整,以更好应用于实践。