Applied computer aided system for hotplate butt welding of plastics

This paper illustrates the construction and application of the applied computeraided .system for hotplate butt welding of plastics with regard to inquiry, imitation and Optimization.

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。

塑料压力管道热熔对接自动焊机的研制

塑料压力管道热熔对接焊的工艺参数随管道尺寸和环境条件的不同而不同 ,同时还受人为因素的影响 ,因此笔者开发出了利用 80C196单片机控制的塑料压力管道热熔对接自动焊机 ,提高焊接质量。本文还分析了塑料压力管道热熔对接焊的基本原理 ,并详细地介绍了热熔对接焊机的基本组成部分以及各部分的主要功能和实现方法。

直流电阻对焊接口张开及纵向裂纹的形成机制

采用有限元方法对板料直流电阻对焊过程中的接口张开、接头表面纵向裂纹问题进行了研究 .分析表明 ,焊接过程中金属的塑性流动导致界面质点力学状态发生动态变化 ,包括应力大小和拉压应力状态的变化 .变形过程中 ,界面质点在x轴方向所受的拉应力是接头内部产生层状撕裂的力学原因 ,在 y轴方向和z轴方向所受拉应力是产生接口张开和形成飞边纵向裂纹的力学原因 .

基于Moldflow的后盖CAE流动方案优化分析

以后盖为研究对象,阐述了产品的网格划分与MPI方案热流道的创建过程,介绍了MPI方案选材与基本成型条件,采用两种方案对产品的填充过程进行了模拟和分析,通过Moldflow软件对产品的变形和熔接痕进行了对比分析,最终选取方案2对产品成型进行优化分析,得到了一套切实可行的产品成型方案。研究表明,采用计算机辅助技术(CAE分析)对产品的成型优化具有较大的实用价值。

铝合金薄带材对接搅拌摩擦焊接工艺研究

在实际生产中无法实现铝合金薄带材的对接连接。利用搅拌摩擦焊对厚度为0.7、0.5、0.4 mm铝合金薄带材进行试验,改变参数对搅拌摩擦焊工艺进行优化。针对焊接时铝合金薄带材受力易变形的问题,测量焊接时铝合金薄带材的受力大小,确定焊接薄带材的厚度极限和最佳工艺参数。研究表明:用搅拌摩擦焊可以实现铝合金薄带材对接方式的连接。通过拉伸试验其力学性能满足工业生产的需求,断裂发生在热影响区,焊缝接头强度较高。

塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发

研制了基于80C196单片机控制的塑料压力管道热熔对接焊机。介绍热熔对接焊机的基本组成部分以及各部分的主要功能,分析高密度聚乙烯管道热熔对接焊接头的拉伸性能、冲击性能和抗开裂性能,并与母材和国外焊机焊接的接头性能进行了比较。

塑料压力管道焊接技术的发展现状

全面综述了塑料压力管道焊接方法(热熔对接焊和电熔焊)的发展过程及其发展趋势,详细介绍了我国在塑料压力管道焊接领域的研究情况,同时也提出了我国今后需要研究的课题。

拘束焊对接接头的平面外拘束力

合理采用拘束焊和反变形工艺措施，能有效地消除焊接残余变形，但是由于焊接结构应力应变场的复杂性，使得精确地计算拘束力、拘束长度和反变形很困难。本文应用弹塑性弯曲理论提出了一种消除焊接对接接头角变形的平面外拘束力的计算方法，计算了极限拘束力、拘束长度和反变形的量值，并通过试验验证了方法的有效性。

海洋腐蚀环境下Q690高强钢对接焊缝连接的力学性能研究

为研究海洋环境腐蚀对高强钢对接焊缝力学性能的影响,对不同锈蚀程度下的高强钢对接焊缝连接进行了微观形貌扫描和静力拉伸试验,分析了试件表面形貌与腐蚀时间的变化规律,建立了屈服强度、极限强度、弹性模量等力学参数的退化关系,基于二次塑流模型给出了不同腐蚀程度下高强钢对接焊缝连接的本构模型。结果表明:随着腐蚀时间的增加,红褐色腐蚀产物逐渐增多,试件的屈服强度、极限强度和弹性模量逐渐减小,延性降低;在腐蚀100d后,蚀坑深度达到440μm,弹性模量相对降低7.8%,屈服强度降低了8.28%;二次塑流模型能准确模拟不同腐蚀程度下高强钢对接焊缝连接的应力-应变关系,具有良好适用性。

直流电阻对焊接头变形和界面污物清除率研究

采用塑性变形理论和刚粘塑性材料模型研究了直流电阻对焊接头的塑性变形。建立了焊接接头变形区域内材料质点速度场和位移场的数学模型 ,导出了计算接头变形及接合界面污物清除率的公式。对焊接条件下接头的塑性变形和界面污物清除率进行了计算 ,并与实际接头外形进行了比较。结果表明 ,计算所得接头变形与实际接头变形基本相符 ,所得模型能较好描述塑性区内质点的运动规律 。

塑料压力管道热熔对接焊用加热板及其控制系统

在塑料压力管道热熔对接焊中 ,加热板的性能直接关系到焊接质量的好坏 ,从而影响到管网系统的运行效果、使用安全性和使用寿命。因此对加热板的设计要求、温度检测及控制技术等进行了详细的阐述。试验表明 ,该加热板表面温度均匀、恒定 ,且温度连续可调 。

矿山细颗粒固体输送用塑料管道热熔对接焊工艺分析

介绍了矿山细颗粒固体输送用塑料管道热熔对接焊的基本过程与参数,热熔对接焊的控制方式,加热方式;焊接接头的基本要求;分析了热熔对接焊焊接接头的性能及焊接压力、焊接速度、温度、时间、熔环的缺口效应、热成形、储存条件、环境条件等影响热熔对接焊接头性能的因素。

搭接焊铝塑管与对接焊铝塑管的长期静液压强度计算

将16－32规格的搭接焊铝塑管的长期静液压试验曲线外推至50年，通过考虑与对接焊铝塑管相同的总体设计系数（C＝1．25），证明在T0-95℃的长期工作温度下，16-32规格的搭接焊铝塑管与对接焊铝塑管的允许工作压力（P0）相当。搭接焊铝塑管也能满足95℃、1．25MPa下使用寿命为50年的要求。根据国家标准对搭接焊铝塑管与对接焊铝塑管的铝管层最小壁厚和最小拉伸强度的要求，计算出16-50规格的搭接焊铝塑管与对接焊铝塑管的P0结果表明，小规格二者的P0相当，大规格对接焊铝塑管的P0优势明显。

厚板多层多道对接焊残余应力轮廓法测量及热-弹-塑性有限元分析

船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果吻合较好。预测结果表明,纵向残余应力在焊缝区为拉应力,沿接头宽度方向逐渐减小最终转变为压应力,正面焊缝中部区域拉应力值明显降低;横向残余应力在焊缝区上表面及背面填充处为拉应力,沿接头宽度方向逐渐降低,在正面焊缝中部区域为压应力;Z向残余应力主要存在于焊缝区,正面焊缝以压应力为主,背面焊缝以拉应力为主。厚板多层多道焊接过程中,残余应力变化是由于后一道焊缝对已焊的焊缝起到热处理作用导致的,焊缝接头残余应力分布由最后一道焊缝决定。

基于CAD/CAE的平板电脑后壳倒灌注塑模具设计

以某平板电脑后壳倒灌注塑模具设计为例,介绍了CAD/CAE软件在塑件成型中的作用,制订了塑件流道及浇口布置方案,通过采用CAE软件对塑件的两种CAE流动方案进行变形与熔接痕等分析,最终得到了一套切实可行的方案,使得模具设计缺陷大大降低,提高了塑件的内在质量和工作性能。实践表明,通过采用CAD/CAE软件进行注塑模具设计,有利于模具结构得到进一步优化,从而确保塑件的成型质量和生产周期符合要求。

高质量低成本的加热板式塑料管对接焊技术

从可靠性、可用性和经济性的基本观点出发 ,对加热板式塑料管对接焊和电热丝套筒式塑料管承插焊两种焊接方法进行了对比分析 ,认为塑料管道焊接应优先采用加热板式对接焊方法。相对于套筒式焊接 ,该方法造成焊接缺陷的人为因素几乎为零 ,因此焊接接头质量容易得到保证 ;该方法操作简单 ,几乎不用手工操作 ,整个焊接过程都由CNC系统控制 ;由于焊接时不需任何辅助材料 ,使得成本降低 ,特别是管径越大 ,管线越长 。

焊缝宽度对碳钢对接接头残余应力分布的影响

针对当前大量焊接结构采用对接接头形式,存在焊缝宽度影响结构表面残余应力分布的问题,课题组结合有限元仿真软件ABAQUS建立了一种利用双椭球摆动热源进行窄间隙焊接的平板对接模型,并使用焊缝非线性的热弹塑性有限元法,计算出Q235A钢在4种不同焊缝宽度下对接焊接接头的残余应力分布。计算结果表明:小尺寸焊缝宽度的对接接头在焊缝中心和热影响区存在超过屈服强度级别的残余拉应力;大尺寸焊缝宽度则会导致不利的横向残余拉应力。因此,在进行焊接结构设计时,选取中等焊缝宽度可以提高焊接结构的力学性能。

中厚板高强钢双面双弧对接焊的焊接残余应力分析

针对中厚板多层多道焊残余应力复杂且难以预测的问题,采用热-弹-塑性有限元分析方法,结合试验测试,研究了双面双弧对接焊接头的残余应力的幅值与分布,阐述了双面双弧多道焊对接接头残余应力的生成及演变过程.结果表明:模拟得到的对接接头残余应力与试验结果具有良好的一致性,验证了热-弹-塑性有限元分析的准确性.双面双弧焊对接接头焊缝区的残余应力沿板厚中心线与焊缝中心线呈对称分布.纵向残余应力最大值出现在盖面焊处,最大值为518 MPa,接近焊接材料的屈服极限(525 MPa),横向残余应力沿厚度方向呈现明显的拉-压-拉应力分布特征.多层多道焊接过程中存在明显的应力反复迭加现象,后层焊道会对前层焊道产生二次热处理,影响、改变前层焊道的应力数值与分布.

直缝焊管成形过程划伤问题的数值仿真分析

基于弹塑性有限元法建立了激光直缝焊管成型过程的有限元分析模型,分析了焊管表面深度划伤的产生原因和解决措施。结果表明,深度划伤产生的根本原因是由于板带与水平辊下辊接触点位置线速度与轧辊旋转速度不匹配。通过数值分析,在合理控制水平辊辊缝保证焊缝成型的基础上,获得板带与下辊辊面接触弧的平均辊径,并计算了避免焊管表面划伤的合理的下辊旋转速度。