单道熔丝积材残余应力分布及锤击消除研究

通过植入焊接移动热源程序于有限元软件中,建立了平板单道熔丝积材有限元模型;再将熔丝积材的有限元模拟结果作为初始条件输入接触锤击模型中建立了熔丝-锤击显隐式分步耦合有限元模型,模拟得到熔丝积材后温度场和残余应力场分布,以及锤击后的残余应力场分布。此外,重点分析了锤击速度和锤头形状对熔丝积材残余应力的消除效果,结果表明,适当增大锤击速度,选用小端面圆形锤头能获得更优的残余应力消除效果。通过自主研制的大型数控电弧熔丝积材原型设备开展积材-锤击实验,验证了有限元模型的有效性及锤击消除残余应力方法的可靠性。

单层多道熔丝积材残余应力分布及锤击消除

利用ABAQUS软件构建了45钢的单层多道熔丝积材和锤击有限元模型,分析了单层多道熔丝积材件的残余应力分布规律和不同锤头移动距离下的锤击对残余应力分布的影响。模拟结果表明,残余拉应力主要出现在焊道和热影响区,残余压应力主要出现在起弧区、收弧区以及离焊道较远的区域;同时发现随焊锤击能有效降低熔丝积材件上的残余拉应力幅值,甚至可以将工件上的部分残余拉应力转变为压应力,且锤击效果随锤头移动距离的减小而增强。最后通过X射线衍射进行了实验验证,结果验证了有限元模拟的可靠性,证实了锤击对残余应力的消除效果。

锤击法在消除熔丝积材残余应力中的研究进展

锤击法在熔丝积材残余应力消除中具有非常重要的研究价值和学术意义。近年来该方法日趋完善,现已成为消除熔丝积材残余应力的重要方法之一。本文概括综述了消除残余应力的方法,并着重分析了锤击法消除残余应力的国内外研究现状和最新进展。希望能给相关工作者提供参考。

电弧熔丝单层单道积材残余应力模拟分析及锤击消除研究

本工作利用SYSWELD有限元软件,建立了电弧熔丝单层单道积材三维模型,采用双椭球热源对熔丝积材过程的温度场、应力场进行了动态仿真模拟,分析揭示了工艺参数对残余应力的影响规律,。结果表明:在一定范围内,采用较低的线能量和熔丝积材速度、高预热温度,能有效降低残余应力。基于ABAQUS软件,将熔丝积材后的残余应力导入锤击模型中,模拟分析发现,锤击过程中材料产生的变形达到最大值后会发生微小的弹性回复,最后形成塑性接触变形。锤击后,焊缝及热影响区的残余应力极大减小,锤击表面一定深度范围内的残余拉应力转变为压应力。最后通过锤击试验,验证了锤击法能有效降低熔丝积材部位的残余应力,将一定深度范围内局部残余拉应力转为压应力。

反极性弱等离子弧丝材熔积增材制造现状与展望

反极性弱等离子弧增材制造具有制造周期短、制造成本低、工件可靠性强等特点,具有广阔的应用前景。介绍了3种反极性等离子弧丝材熔积增材制造方法的基本原理和应用现状,并分别从控制系统、焊接设备、焊接材料等3大方面综合论述了等离子弧增材制造的发展现状和存在的问题,分析了反极性等离子弧增材制造的发展方向。

面向WAAM无支撑制造大悬臂的自适应切片

为满足多轴送丝电弧熔积增材制造(WAAM)无支撑制造大悬臂结构的需求,提出一种厚度和方向均可变的自适应切片算法.首先通过层间相对悬臂长度的计算,进行大悬臂结构识别;然后对位置和方向分别进行二分迭代优化和主成分分析(PCA)迭代优化,确定分段平面,分解大悬臂结构为微悬臂子结构;最后对子结构进行平行切片,产生均匀切片以满足工艺制造需求.相比于现有的最小包围球冠和质心轴法,该算法的相对悬臂长度和悬臂角更小,分段子结构的数量也更少,具备更佳的可制造性和更高的制造效率.实例证实了算法的有效性.