“原位观察”下的水龙头激光焊接头腐蚀性能分析

采用低耗能激光焊新工艺制造水龙头薄壳,替代传统高污染、高耗能的整体铸造工艺,对304、310 s不锈钢激光焊接头进行沸腾硫酸-硫酸铁及室温浸蚀对比腐蚀研究.在设定的腐蚀时间内,采用"原位观察"腐蚀过程焊缝及熔合区微观组织变化.结果表明,310 s比304耐腐蚀性更好,随腐蚀时间加长,接头熔合区晶粒晶界未明显加宽,焊缝断口微观特征主要为韧窝,证明其未发生晶间腐蚀.焊缝金属成分分析表明焊缝中心晶粒与母材相近,腐蚀沟Cr元素降至20.81%高于12%,保证其耐腐蚀性能.

健身自行车架焊接顺序优化的数值模拟

利用MARC软件,采用壳单元替代实体单元建立了健身自行车架的焊接有限元模型,分析了壳单元替代实体单元模拟的误差并得到了修正系数,为1.136 7;对车架的五道焊缝在两种焊接方案、十二种焊接顺序下进行了焊接模拟,分析了车架的主要焊接变形,对焊接顺序进行了优化并进行了试验验证。结果表明:车架的焊接变形主要表现为座垫套管的偏转变形;采用非连续焊接方案,不同焊接顺序下座垫套管的偏转变形量均小于连续焊接方案下的;最佳焊接顺序为前斜管与套管环焊缝、前斜管与定位板内侧焊缝、套管与定位板外侧焊缝、套管与定位板内侧焊缝、前斜管与定位板外侧焊缝的依次非连续焊接;不同顺序非连续焊接后座垫套管的偏转变形模拟值与实测值较吻合,证明了有限元模型的准确性。

盲孔法测LY12铝合金焊接残余应力时应变释放系数的标定及塑性修正

采用有限元模拟与试验验证相结合的方法,对盲孔法测LY12铝合金薄板焊接残余应力时的应变释放系数A,B进行标定及修正;引入塑性附加应变,得到应变释放系数随形状改变比能参量变化的塑性修正公式,最后利用修正后的应变释放系数采用盲孔法测试了LY12铝合金对焊接接头的焊接残余应力,并和模拟结果进行了对比分析。结果表明:给出的塑性修正公式将焊接残余应力的测试误差由57.457%缩小到3.208%以内,修正效果良好。

TC4钛合金薄板激光焊接变形的有限元模拟

建立了TC4钛合金薄板激光焊接模型,采用有限元方法分析了板宽对焊接残余应力及失稳变形的影响。结果表明:最高纵向残余拉应力出现在焊缝中心两侧的热影响区;随着板度增大,平均残余压应力和临界失稳力降低;沿着焊接方向的钛合金薄板失稳变形程度随板宽的增加而减小,而垂直于焊接方向的失稳变形程度随板宽的增加而增大;当板宽为120mm时,其失稳变形程度呈马鞍形分布,当板宽为320mm时,马鞍形变形分布特征消失;钛合金薄板失稳变形的z向位移试验值与模拟结果的相对误差为8%,证明模拟结果较准确。

随焊同步热场下硼钢/Q235钢激光拼焊接头的塑性梯度协调行为

针对异种材料激光拼焊接头焊后存在明显的塑性差异问题,提出了一种随焊同步热场方法。通过同步热场与激光焊接热源的耦合,调控焊缝及热影响区金属的冷却速度,对熔池的结晶凝固行为和相变过程进行热力学干预,缩小各区域塑性梯度的阶跃值,使拼焊板各区域的塑性性能趋于连续一致。以高强硼钢/Q235钢激光拼焊板为对象,分别对常规和随焊同步热场条件下的整体拼焊接头及焊缝两侧各微区域进行了高温拉伸试验,研究了温度为300~600℃时随焊同步热场对激光拼焊接头塑性行为的影响。结果表明,随焊同步热场条件下焊缝及两侧组织绝大部分为铁素体和珠光体,马氏体明显减少,整体拼焊接头的塑性较高;且随焊热场温度越高,整体接头的延伸率就越高。随着随焊热场温度的升高,焊缝及热影响区与母材各界面处的塑性应变差异逐渐变小,接头各区域的变形也更协调,在600℃随焊热场条件下得到的焊接接头各区域塑性梯度最小。