基于固有变形的薄板船体结构焊接失稳变形研究综述

薄板船体结构在建造过程中,不仅会产生焊接变形,而且可能产生焊接失稳变形。基于薄板焊缝的固有变形,论述焊接结构失稳变形发生的机理,计算失稳变形模态和变形值以及失稳发生时的临界焊接工艺和固有变形。最后,对预防和控制薄板船体结构焊接失稳的措施进行了归纳。     

基于固有变形的船用钢薄板对接焊失稳变形的数值分析

在船用钢薄板的焊接过程中,不但会产生常见的焊接变形,也有可能产生焊接失稳变形。本文以焊缝的固有变形为依据,阐明船用钢薄板对接焊失稳变形产生的内在机理；同时,以固有变形为输入参数,通过弹性有限元分析的数值模拟,预测出可能产生的失稳变形模态和变形值；最终,通过四种不同的工艺方法(激光焊、瞬态热拉伸、随焊激冷和间断焊等),来减小固有变形的数值,并控制薄板对接焊接头可能产生的失稳变形。     

薄板CO_2气保变速焊焊接工艺研究

本文对6mm普碳钢钢板CO2气保变速焊+陶瓷衬垫焊接工艺进行了试验研究,研究结果表明采用该工艺能较好地控制薄板的焊接变形,并且得出了焊接纵向挠曲变形量控制在4mm范围内和基本没有产生焊接角变形的焊接工艺。     

自升式平台桩腿焊接变形和应力控制技术研究

自升式平台的桩腿由多段大厚度高强钢圆筒拼接而成,需要大量的多层多道焊工艺,导致复杂的焊接变形与残余应力,是桩腿加工精度和安全性检验中需要格外关注的问题。焊接变形、应力与焊接工艺参数和工艺措施有关,因此本文选取了四项对焊接变形、应力有重要影响的工艺参数：预热温度,保温缓冷措施,焊接速度和约束条件,通过热弹塑性有限元计算,分析这四项工艺参数对圆筒圆度、应力极值的影响,并基于对焊接变形与应力的综合控制,提出了工艺优化建议。     

上层建筑薄板焊接变形控制研究

本文以舰船上层建筑结构手工间断焊接产生的变形作为衡量依据，通过热弹塑性有限元分析方法分别进行CO2气体保护焊与手工间断焊的仿真分析,对CO2气体保护焊采用不同的焊接参数、焊接顺序等多方案进行模拟计算，明确两者焊接变形相当时的CO2气体保护焊最佳焊接工艺参数，最后通过实物模型进行了验证。本研究成果已提交给舰船制造厂，作为其制定合理的CO2气体保护焊焊接工艺参数的依据，并全面应用于舰船建造。     

CO2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊裂纹成因及对策的研究

本文着重分析了CO2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊接裂纹的产生机理和影响因素．对焊接材料、母材、焊接工艺参数等方面进行了分析。并侧重于技能的角度，提出了防止和改进措施，有助于CO2气保焊陶瓷衬垫焊平对接底道焊的焊接质量的提高。     

双相不锈钢热处理变形矫正工艺预研

对于2205双相不锈钢焊接后产生的变形，船东一般要求不能通过火工的方法予以矫正；而双相不锈钢在焊接过程中很难控制其变形，双相钢拼板焊接后产生的变形一般用油泵顶或加强筋拉等方法加以矫正，过程复杂。通过介绍沪东中华造船（集团）有限公司在双相不锈钢上应用热处理工艺进行变形矫正的一些分析与试验，提出矫正作业关键控制要点，为相关建造领域中的变形矫正提供预先理论性研究支撑。     

舰艇典型分段焊接工艺仿真及其变形规律分析

针对舰艇分段结构采用不同的装焊工艺顺序，会出现不同的焊接变形的问题，以某舰艇256#分段焊接的整体最小变形量为目标，基于热弹塑性和固有应变理论，对该分段焊接常用的六种不同焊接工艺顺序，采用ABAQUS有限元软件进行焊接变形数值仿真；对比六种不同的方案计算结果表明，舰艇分段焊接采用C方案以矩形块为单位，由中间向两端对称焊接、从船中向两舷焊接横向和纵向构件的工艺顺序，该分段整体变形量为最小，为最优焊接工艺顺序方案。     

基于压条拘束的薄板接头焊接失稳控制

将焊接试验与数值模拟相结合，对采用压条拘束控制的2种典型焊接接头失稳变形机理进行了研究。基于热-弹-塑性有限元方法，分别再现5mm厚对接接头和T型接头在常规自由态和压条拘束下的焊接过程，将2种接头计算得到的面外变形与焊接试验后测量的面外变形进行对比，从而验证所采用的有限元计算方法的准确性。分别计算对接接头与T型接头在不同压条拘束距离下的面外变形，并分析拘束距离对2种接头焊接失稳变形的控制效果；比较不同拘束距离下接头的焊接温度场及固有变形，阐明压条拘束控制2种焊接接头失稳变形的机理。结果表明：施加压条拘束使对接接头的纵向固有收缩和横向固有弯曲均减小，从而控制其焊接失稳变形；T型接头施加压条拘束后，几乎不影响纵向固有收缩，但使得横向固有弯曲显著减小，从而达到控制焊接失稳变形的效果。     

浅析电弧焊焊接中裂纹的形成与预防

在焊接过程中，裂纹是所有焊接缺陷中最危险的；大约40％的脆断事故是从焊缝的缺陷处开始的。通过对裂纹产生的机理进行分析、阐述、并根据多年从事手工电弧焊工艺教学的实践经验，提出了预防裂纹产生的措施和方法。     

船舶建造中变形的预防、控制与矫正

叙述了焊接变形的原理和变形种类,详细介绍了船舶建造中正确的焊接结构设计、合理的装配焊接工艺、反变形措施、刚性固定法约束控制,提出了在采取控制变形措施后仍无法消除船体件的焊接变形时,可采用的矫正变形的基本方法,从而达到提高船舶建造质量,缩短船舶建造周期的目的。     

CO_2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊裂纹成因及对策研究

着重分析了CO_2气保焊陶瓷衬垫平对接底道焊接裂纹的产生机理和影响因素,对焊接材料、母材、焊接工艺参数等方面进行了分析。并从技能的角度,提出了防止和改进措施,有助于CO_2气保焊陶瓷衬垫焊平对接底道焊的焊接质量的提高。     

不同焊接顺序下加筋板变形及残余应力的三维有限元研究

针对焊接过程的二维有限元计算与实际情况存在一定差别的问题，使用三维热弹-塑性有限元法对不同焊接顺序下加筋板焊接过程进行了仿真，获得了加筋板焊接引起的温度场、位移场和应力场。结果表明：在4点约束条件下，加筋板横截面的变形为中垂变形，纵筋的变形为中拱变形，方案1横截面变形更小，方案2纵筋变形更小。焊接引起的加筋板残余应力主要表现为横向应力，其在近焊缝区为拉应力，达到材料屈服强度，远离焊缝区表现为压应力，达到0.2倍材料屈服强度。加强筋横向应力峰值出现在起弧端和收弧端，约为0.85倍材料屈服强度，纵向应力峰值出现在焊接起弧端，约为0.3倍材料屈服强度。在加筋板横截面位置，焊接顺序主要影响加强筋处的残余应力；在加强筋位置，焊接顺序主要影响纵向应力。每组焊缝同时同向焊接，且每根纵筋从左向右依次焊接的焊接方案产生更小的残余应力。     

船舶建造中变形的控制设计

采用反变形措施，正确的焊接工艺，约束控制和火工桥正的方法减少和抵消变形。     

海洋平台筒式桩腿结构的焊接变形预测和消除

针对海洋生活平台桩腿的齿条与筒体焊接变形问题,基于迭代子结构法(ISM)和多核并行计算技术的高效热-弹-塑性有限元计算代码,依据结构对称性的特点,建立实际齿条与筒体焊接结构的1/4有限元模型,预测的焊接变形和测量结果趋势一致,数值基本吻合。为了提高建造精度,采用在筒体内表面进行堆焊的工艺措施,产生反变形,抵消齿条与筒体焊接产生的变形,焊接变形量可减70%。     

船体分段钢结构焊接过程仿真

通过有限元与神经网络相结合的方法，模拟了船体上层建筑、舷侧分段钢结构典型部位的焊接过程，并对其温度场、位移场进行了仿真，分析了组焊工序、焊接工艺参数对上述分段钢结构焊接变形的影响。研究结果表明，采用有限元与人工神经网络相结合方法，可以快速分析、预测船舶钢结构的焊接变形，且仿真结果与实焊数值能较好吻合。并分析出影响船体分段钢结构焊接变形的主要因素是钢板拼焊后产生的残余应力，增加消除焊接应力工序，可以明显降低船体分段钢结构焊后产生的变形量。     

焊接变形与应力的基本理论及其应用

本文叙述和分析焊接变形与应力的产生原因,变形和应力与各影响因素之间的关系,焊接变形的基本计算方法.焊接应力的大小和分布规律等基本概念和基本理论,并概要说明这些基本理论在制订焊接结构制造工艺,控制结构焊接变形,分析结构强度性能诸方面的应用。在阐述时多以船体结构为例。     

基于船舶焊接工艺优化设计的探讨分析

文章主要以船舶焊接工艺为研究对象,针对传统焊接工艺的焊接效率低、焊接易变形且不能得到很好的控制等问题与不足,从船舶焊接工艺的质量要求出发,探讨分析出一种船舶修造中的高效焊接工艺,介绍了其设计方案和焊接流程,并从检测结果等方面论证了该焊接工艺具有焊接质量好、经济成本低、焊接效率高、焊接变形能得到很好的控制等优点。     

H型钢焊接裂纹的成因及预防措施

某厂H型钢焊接加工过程中出现裂纹。根据裂纹的特点，从工艺焊接线能量、拘束应力、缺口敏感、焊前预热、焊接施工环境、焊后处理等方面分析裂纹产生的原因，提出了解决H型钢焊接过程中防止裂纹的工艺措施，控制热输入量，焊前、焊后处理，改善焊接环境等。经过以上工艺改进后进行焊接，焊接质量良好，取得了较好的效果，为同类H型钢钢结构施工提供有益的借鉴。     

长江中型船舶焊接变形的测量与控制

本文介绍了江南造船厂在建造5艘同型长江船舶过程中,对船体焊接变形的测量研究情况,着重介绍了双层底分段装焊和船台合拢中的焊接变形测量、变形原因分析,以及所采取的控制焊接变形的简便而有效的工艺措施。