C-GIS气箱直焊缝夹具新结构新工艺改进

为充分发挥氩弧焊或气体保护焊生产能力,提升国内C-GIS充气柜气箱的生产质效,对原有气箱直焊缝夹具的对顶夹持不牢靠、夹头阻挡焊道、生产用时长等弊端进行改造。该文主要围绕减小薄壁件夹持易变形及夹头能够独立退让焊道等问题进行研究,用差动螺旋传动运动特性来实现对夹定位、用V型块机构来实现每个夹头的独立伸缩运动,并借助CAD软件对原有夹具关键结构工艺进行改造,最终能够实现每个气箱只需1次装夹、旋转3个工位姿态、完成气箱全部12条焊缝焊接作业,大大提升箱体焊接加工的质量和效率,也为实现自动化控制奠定基础。

封闭式自熔焊工艺参数对薄壁不锈钢管焊缝成形的影响

采用封闭式机头对12 mm×2 mm的不锈钢洁净管进行全机械化的钨极氩弧焊自熔焊,研究了不同焊接工艺参数对薄壁不锈钢管焊缝成形的影响。通过拉伸、弯曲、无损检测、宏观金相试验验证了薄壁不锈钢管的接头力学性能与组织特征,针对不同焊接位置制定了焊接工艺参数。结果表明,基/峰值电流、占空比、钨极高度和保护气流量是影响焊缝成形的主要因素。回转焊接时,当焊接位置由立向上改变至立向下焊接时,需加大基/峰值电流,以避免焊缝出现外表面塌陷和内表面凹陷。焊接接头微观组织为奥氏体+铁素体,接头抗拉强度接近于母材,弯曲试验中无裂纹产生,探伤试验无气孔、裂纹等缺陷产生,各项性能均满足相关标准要求。

钢箱梁焊接成型中的主要缺陷及控制策略

概述了钢箱梁焊接成型的基本概念、焊接类型、技术特点等,详细分析了钢箱梁焊接成型中的主要缺陷形式,包括裂纹缺陷、折断缺陷、夹渣缺陷、气孔缺陷、咬边缺陷等。针对这些问题,从焊接类型选择、焊接工艺参数优化、焊接环境控制、焊接过程控制等层面提出了有效的控制策略,以此保障钢箱梁焊接成型质量。

模温及熔体温度对不同材料的薄壁注塑制品熔接痕的影响

利用MoldFlow模拟了不同模温和熔体温度对结晶型聚合物PP、无规脆性聚合物PS、无规韧性聚合物PC成型的数码电视机支撑座熔接痕长度的影响。模拟结果表明:当模具温度低于材料的熔化温度时,升高模具温度能显著的缩短PP、PC熔接痕的长度,但不能明显的缩短PS熔接痕的长度;当模具温度升高到PS熔融温度时,PS熔接痕长度随模温的升高急剧缩短;当模具温度高于熔体注射温度时,熔接痕长度的改变量很小。升高熔体温度不能缩短PP熔接痕长度,能缩短PS、PC熔接痕长度,但熔体温度对熔接痕的影响远不如模温明显。升高模温和熔体温度都很难消除熔体以头-头的形式相遇形成的熔接痕。

膜式水冷壁对称单元GMAW多焊道焊接工艺参数与变形的关系

基于焊接过程中热弹塑性有限元法,结合膜式水冷壁在实际生产过程中的GMAW焊接工艺参数,采用ANSYS数值模拟和试验相结合的方法,研究了多焊道焊接过程中,各焊道不同的热输入对对称单元焊接变形的影响规律,提出了控制单元焊接变形的方法和热输入的计算模型,并进行了相关试验验证.结果表明,对于对称焊接单元,平焊和仰焊焊道的热输入变化对焊接总变形的影响存在差异,并且存在可使单元总变形减小的仰焊焊道热输入贡献区.在此贡献区内,控制仰焊焊道热输入,将促使焊接单元总变形有效减小.

转向架焊接构架强度模型及其对寿命预测的影响

为了对转向架焊接构架疲劳分析模型的合理性进行了探讨,以构架箱体梁为研究对象,针对主焊缝的不同处理方法建立了名义应力模型、结构应力模型和缺口应力模型。通过三种应力模型下应力特点、疲劳评估、累积损伤和参数影响的比较,结果表明:名义应力模型和结构应力模型下的应力大小和方向相似度较高,名义应力模型忽略焊缝的做法具有一定合理性,但前提是以焊趾前端应变片测试位置为应力取值点。缺口应力模型的特点在于能够较真实的描述焊缝局部的应力状态和循环特性;其优势也体现在能够同时对焊趾和焊根进行疲劳评估,因为计算结果显示箱体梁疲劳破坏也可能源于焊根处。由于结构应力模型对焊缝参数的变化并不敏感,进行焊缝参数优化时只能选择缺口应力模型。

超超临界锅炉水冷壁吹灰器密封盒角焊缝开裂的原因

某超超临界锅炉水冷壁D层吹灰器密封盒角焊缝在运行约59 159h后发生开裂并产生泄漏,采用宏观检查、化学成分检测、显微组织和断口形貌观察、硬度测试、能谱分析等方法分析了该角焊缝的开裂原因。结果表明:角焊缝发生了疲劳断裂。在运行过程中,角焊缝承受着较大的轴向应力,同时角焊缝的焊脚尺寸小于标准要求、焊趾处未圆滑过渡,导致轴向应力增大而萌生裂纹;在锅炉启停、负荷波动过程中,周期性变化的轴向应力促使裂纹扩展而形成疲劳开裂;由于D层温度最高,D层吹灰器密封盒角焊缝最先开裂。

焊接薄壁箱形构件设计方法研究

焊接薄壁箱形构件板件的宽厚比较大,受压板件出现局部屈曲,可以采用有效宽度的概念确定构件的正截面承载力。本文在参照国内外钢结构设计规范的基础上,根据板件的应力状态,提出焊接薄壁箱形构件有效截面的计算方法,同时考虑受压较小板件应力值较低对有效宽度的有利影响和有效截面形心与箱形构件形心之间的偏移量,给出构件在拉、压、双弯、双剪、扭作用下的构件承载力计算公式,供结构设计人员参考。

利用分形维数提取铝合金点焊过程中电压信号特征量

针对铝合金点焊过程中电压信号的非线性特点,从分形理论出发,首次尝试利用盒维数作为特征量对点焊质量进行定量描述。试验与计算结果对比表明:对不同点焊质量下的电压参数进行检测与盒维数计算,其结果明显不同,这说明以盒维数作为特征量能够有效反映点焊质量的变化。因此,利用分形维数方法提取点焊过程中信号的特征量为检测点焊质量提供了一种新途径,同时对其他焊接方法中的信号分析与处理也有较高的参考价值。

BP及RBF神经网络铝合金车体焊接残余应力预测

针对高速列车铝合金车体焊接残余应力预测时,试验费用昂贵及仿真计算周期长的问题,基于有限元理论,校核了双椭球热源模型,并将热源模型与真实切片进行了对比;计算了铝合金车体侧墙不同焊接工艺参数下的焊接残余应力,创建了焊接电压、焊接电流、焊接速度以及预热温度与最大纵向焊接残余应力的BP、RBF神经网络预测模型;采用仿真样本数据作为网络预测模型的输入-输出数据,进行了网络模型训练及最大纵向焊接残余应力预测.预测值与仿真值比较显示,平均误差不超过8%.研究成果为企业实现快速选择合理焊接工艺参数提供依据.

薄壁箱体零件的焊接变形分析与结构优化设计

为了减轻某充气柜箱体质量,减小焊接变形,运用ANSYS Workbench的热-结构耦合对充气柜箱体的点焊过程进行模拟求解,得到了点焊后的变形结果,并以其内部加强筋的结构与分布为研究对象,对充气柜箱体的左面板进行了结构优化。结果表明:当左面板内部加强筋呈"卅"形时箱体变形量最小,最大变形发生在内部无加强筋的后面板,变形量为0.0310 mm。

点焊箱型截面薄壁构件的翘曲扭转研究

构成汽车车身结构的点焊薄壁构件,可以看成是开口截面段和闭口截面段相互穿插组合而成的半闭口截面构件。针对这种构件,基于瓦格纳的翘曲扭转理论,并考虑到点焊薄壁构件焊点处的弹性特性,用一条完整的具有剪切变形特性的“剪切弹簧”来取代构件上的点焊带。通过对这种具有“假想弹簧”的半闭口截面构件的研究,提出了一种分析点焊箱型截面薄壁构件的翘曲扭转的新方法。通过理论值与实验值之间的比较,验证了该方法的精度及合理性,并阐明了扭转刚度对点焊薄壁梁翘曲的影响。此研究同时为今后研究解决实际车体结构的多种约束翘曲问题,打下了良好的理论基础。

薄壁箱形加肋结构制作与组对工艺

以600t龙门起重机主梁为例,阐述了薄壁箱形结构的特点和制作工艺流程,详细介绍了预制和拼接组对过程,并对焊接变形、保证T形梁组对精度及下底板就位困难等问题采取了有效的措施。在空间组对过程中,采用斜胎架建造的方法保证了各个箱体的制作精度,同时借助马排与铁楔结合的方法防止侧板在组对时发生变形,在顶板及底板组对过程中使用了加减丝以提高组对精度。

点焊薄壁构件受集中载荷或均布载荷作用时的翘曲扭转研究

基于点焊薄壁构件翘曲扭转理论,分析和研究点焊双帽箱型横截面薄壁构件中部有集中载荷和整个构件长度上有均匀分布载荷作用时的扭转变形特性。进行数值仿真发现,在构件中部受集中力偶作用时,扭转刚度比与载荷作用点有关,在集中力偶作用附近流过焊点的剪应力很小,并作用点左右两侧的剪应力方向相反;在整个构件长度上受均匀分布力偶作用时,只要两端不约束翘曲,扭转刚度比保持不变等。

点焊双帽箱型截面薄壁构件焊点间隔变化时的翘曲扭转变形分析

以点焊箱型截面薄壁构件的翘曲扭转理论[1,2]为依据,分析和研究了点焊双帽箱型截面薄壁构件在焊点间隔发生变化时的翘曲扭转变形,引入“过渡区域”的概念,提出解析其扭转刚度和应力分布的计算方法,进行数值仿真。通过理论值、数值解以及实验值之间的比较,验证了该计算方法的合理性和计算结果的精度,得知完全满足工程实际的精度要求。此研究为解决实际车体结构的设计问题,具有有益的参考价值。

焊接薄壁箱形构件在国家体育场中的应用研究

研究了在焊接箱型截面构件内部合理设置横向和纵向加劲肋的方法,分析了设置纵向加劲肋对提高构件承载力的影响,并通过非线性有限元法对薄壁箱形构件的抗震性能进行了分析。

高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的稳定承载力

采用ANSYS软件建立有限元模型分析了Q460钢焊接薄壁箱形截面双向弯曲压弯构件的极限承载力。分析中考虑几何缺陷和材料缺陷,以及几何非线性和材料非线性的影响。同时,研究了构件长细比和板件宽厚比对极限承载力的影响;探明构件达到极限承载力时真实的应力分布状态;提出了采用毛截面计算其承载力的简单计算公式;收集可获得的试验结果以验证提出的计算公式。研究表明,建立的有限元模型能够很好地模拟焊接箱形截面双向偏心压弯构件的局部-整体相关屈曲性能;在大部分情况下,无量纲极限承载力与构件长细比和板件宽厚比近似为线性关系;构件达到极限承载力时还处于弹性阶段;轴力和双向弯矩之间的相关曲线也近似为线性;引入屈服强度修正系数后,基于线性相关关系的计算公式能够很好地预测Q460钢薄壁双向压弯构件的极限承载力;该公式还可推广到普通钢构件和更高强度的钢构件。

激光焊接薄壁金刚石工程钻头的研究

本文研究了激光焊接薄壁金刚石工程钻头的方法及工艺。分析了工艺参数及被焊材料对焊缝质量的影响。

中美新规范关于焊接薄壁箱形轴压构件稳定承载力设计方法研究

和前一版本相比,我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)(简称《钢标》)和美国钢结构规范(ANSI/AISC 360-16)(简称《16版美标》)均对焊接薄壁箱形截面轴心受压构件的相关条文做了较大修正。修正后的计算公式是否能很好地预测焊接薄壁箱形截面轴心受压构件的稳定承载力尚未见报道。对比了两国新旧版本规范的相关内容,收集了名义屈服强度为235~690 MPa钢焊接薄壁箱形截面轴心受压构件的试验结果和有限元结果,并验证了《钢标》和《16版美标》相关条文的适用性。已有试验和有限元结果表明:《钢标》按b类截面计算构件的稳定承载力较为保守,特别是对于大长细比和大宽厚比构件,如果改为按a类截面计算则偏不安全;《16版美标》偏不安全。

变截面双帽箱型横截面点焊薄壁构件的扭转问题

提出沿构件长度方向截面尺寸发生缓慢变化时双帽箱型横截面点焊薄壁构件扭转特性的分析方法,并利用此方法讨论了变截面等焊点间隔构件和变截面非等焊点间隔构件的翘曲扭转问题并得到如下结论:①变截面构件长度越长,扭转刚度越小,其刚度下降率与等截面构件几乎相等;②采用变截面构件,不仅保持一定刚度,还可以减少焊点数目,降低焊接成本;③若右半部分的焊点间隔p2对左半部分的焊点间隔p1的变化范围小于25%,则其传递剪力变化不大。仿真结果与实验值以及利用cosmos/m而得到的数值解相比较吻合得较好,完全满足工程精度要求。此研究为解决实际车体结构的设计问题,具有有益的参考价值。