Numerical analysis of thermal process in continuous drive radial friction welding

A heat source model for radial friction welding was proposed, which was determined by friction pressure, friction coefficient, material properties and extrusion speed of material. A 3D model was established to analyze the continuous drive radial friction welding temperature field of 45 steel pipe. The influences of friction pressure, friction time and rotation speed on the temperature of the friction interface were analyzed. The results showed that the temperature on the friction interface rapidly rose to a peak temperature in initial friction stage and kept constant in the stable friction stage. Welding parameters of friction pressure, friction time and rotation speed had few influences on the peak temperature, while the increase of frlctlon pressure and rotation speed could shorten the time to reach the peak temperature.

电子束焊接数值模拟新型热源模型的初步探索

旋转高斯曲面体热源模型,能较好的反映电子束焊接深熔焊的特点,但只能得到圆滑的“抛物”形焊缝。作者对此进行了改进,使其能较好的反映常见的“酒杯”形或“钉”形焊缝,并采用了ANSYS软件对平板电子束焊接温度场进行了数值模拟,同时从焊缝形貌及试验测得的热循环曲线进行验证,得到了与试验结果较吻合的温度场计算结果。

厚板带极埋弧堆焊温度场的有限元模拟

由带极埋弧堆焊原理及Goldak热源模型理论设计了带极埋弧堆焊有限元热源模型,基于有限元软件MSC.MARC平台,编写FORTRAN子程序来实现移动热源的加载,并采用了MARC软件对厚板带极埋弧堆焊温度场进行了数值模拟,同时对焊缝形貌及试验测得的热循环曲线进行验证,得到了与试验结果较吻合的温度场计算结果.结果表明,提出的热源模型适合带极埋弧堆焊过程数值模拟.

基于ANSYS的焊接熔池传热速度对温度场影响的数值模拟

通过设定金属在熔点以上温度时不同等效导热系数,补偿ANSYS焊接温度场模拟时高斯表面热源的缺陷,研究电弧吹力和熔池液态金属对流共同作用下,熔池高温热交换速度变化对焊缝和热影响区粗晶区热循环的影响。结果表明,熔池高温传热速度对焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间的影响很小,用ANSYS软件模拟电弧吹力较大的焊接温度场时,若只考虑焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间时,采用高斯热源加载方式是可行的。

API X65管道深水铺设GMAW横向焊接温度场

为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温度场分布SYSWELD软件模拟结果与实际焊接过程相符合.建立了焊接温度场测试系统,通过背孔法埋设的热电偶测量了API X65管线钢平板焊接的热循环曲线.测试曲线与SYSWELD仿真曲线具有相同的温度升降趋势,上板节点温度也均明显低于下板节点温度.采用焊缝截面平均热循环曲线作为热源进行了多道焊模拟,并进行了试验.结果表明,多道焊焊接变形是由焊接工艺参数与残余应力释放共同确定的.

铝合金-钢搅拌摩擦焊温度场数值研究

针对以往搅拌摩擦焊数值模拟中采用的热源模型较为简单,不能很好反映出实际焊接过程中温度场的分布,而做试验又需要巨大投入的情况,课题组基于热弹塑性法和改良的热源模型,利用ABAQUS软件及其DFLUX子程序接口建立了304不锈钢和5052铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,对铝合金-钢异种材料的搅拌摩擦焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程的温度场,同时对偏置量、转速和焊速3个焊接参数进行优化,发现在转速取500 r·min^-1,焊速取80 mm/min,偏置量取2 mm的情况下,得到的焊接过程瞬态及稳态温度场均处于理想状态。模拟准确地预测了实际焊接过程中的温度变化,且对实际焊接过程中焊接参数的选择具有一定参考意义,减少了为得到合适参数而进行的大量试验的成本。模拟结果能指导和预测实际焊接过程。