典型结构焊接温度和残余变形研究

选取典型对接结构和角接结构进行焊接试验,并进行热弹塑性仿真计算,研究测点的焊接温度和残余变形规律.结果表明,测点经历了加热-峰值-冷却过程.对接结构的焊接角变形较小,横向收缩变形较大;角接结构的焊接角变形相对较大,横向收缩变形相对较小.     

典型焊接接头固有应变的影响因素研究

基于热弹塑性有限元法采用多线性各向同性强化原则对船级钢T型接头的焊接过程进行了数值模拟,重点研究分析热输入量、焊接速度及焊脚长对固有变形的影响.从T型接头的固有应变数值分析与实验结果对比可以得到:当热输入量一致,数值计算的温度场和角变形与试验结果基本一致;角变形随着焊接速度和焊脚长增大,先增大后减小;横向收缩与纵向收缩率则有着不同的比例关系。     

薄板小变形MAG焊焊接工艺研究

本文对4mm普碳钢钢板小变形MAG焊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,并且得出了焊接角变形和纵向挠曲变形量在±6mm范围内合适的焊接工艺参数。     

核电用Q345B厚板多层多道焊动态角变形研究

为了获得核电用厚板多层多道焊的角变形动态过程,通过试验测试和有限元分析相结合的方法研究了40 mm厚Q345B钢板角变形过程.基于ANSYS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热弹塑性有限元计算方法.同时,采用位移传感器间接测试了焊接角变形过程.研究结果表明:Q345B厚板多层多道焊角变形动态过程可分为变形阶段和稳定阶段.单个焊道引起的角变形增加量呈先增大后减小的趋势.此外,综合考虑热输入与板厚叠加作用的热输入理论(Q/h~2)可以解释厚板多层多道焊角变形动态过程.     

焊接反变形规律的实验验证

焊接接头附近局部加热及冷却使焊接结构产生残余应力及角变形。利用热弹塑性有限元法模拟钢结构的焊接过程,经计算发现,焊前施加弹性反变形的结构,焊后角变形趋于零。该数值模拟结果说明,对结构焊前施加弹性反向角变形,是控制被焊结构残余角变形的有效方法。通过焊接实验再次证明,弹性反向角变形对控制钢结构残余角变形的重要意义。     

舰船舱壁钢结构关键节点焊接变形控制研究

为减小舰船舱壁钢结构关键节点焊接变形量,从焊接顺序调节角度,分析其对舱壁钢结构关键节点焊接变形的影响。将舰船舱壁钢结构的T型连接节点,作为研究关键节点焊接变形问题的分析目标,使用Sysweld有限元软件,构建此节点的有限元模型,分析舰船舱壁钢结构T型连接节点,在不同焊接顺序方案中,节点位置横向收缩变形、纵向收缩变形、角变形量变化。分析结果显示：舰船舱壁钢结构T型连接节点焊接时,使用1个焊枪对T型连接节点两侧焊缝进行同方向、按序焊接,可减小舰船舱壁钢结构关键节点的焊接变形量,且在此焊接顺序操作下,节点焊后开裂指数、等效塑性应变指数都相对减少。     

薄板焊接变形高精度预测方法的研究

采用固有应变方法预测焊接变形时,传统方法是把纵向收缩、横向收缩和角变形这三成分作为接头的固有变形来估算焊接变形。但是,由于薄板的刚度低,在纵向方向上的弯曲变形也较明显,采用传统方法会影响薄板焊接变形的预测精度。为提高精度,文章对传统的方法进行了改进,开发了包括考虑纵向弯曲在内的四成分固有变形数值计算方法来预测薄板焊接变形。数值模拟结果表明:运用该方法预测薄板的焊接变形时,比传统的方法有更高的精度,而且预测结果与热弹塑性有限元的模拟结果十分吻合。     

CO2焊及埋弧焊焊接参数计算机辅助设计系统

本文介绍了所研制的ＣＯ２保护焊，埋弧焊焊接参数计算机辅助设计系统，其任务是能根据接头力学性能及防止冷裂纹要求，计算和推理出所需的Ｔ０、ｔ１００、ｔ８／５及Ｅ。并在此基础上预测焊接ＨＡＺ的力学性能及组织，预测焊道几何形状及接头横向变形及角变形。最后使焊接规范参数优化。     

T型焊接结构的角变形控制

T型焊接在船舶结构中的应用是非常广泛的.T型接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.论文提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向角变形.文中首先利用热弹塑性有限元来模拟未施加反变形的结构的焊接过程,以估算残余角变形;然后模拟施加了弹性反变形的结构的焊接过程,并计算此时结构的残余角变形,以最终确定构件所需要的弹性反向角变形值.施加了弹性反向角变形的构件在焊接后无需进行火工校正.     

5083铝合金平板对接焊接变形实验与计算分析

采用实验和数值模拟对5083铝合金焊接变形规律进行了研究。采用热弹塑性有限元法对平板对接焊变形进行分析,结果表明,采用板单元有限元计算的平板焊接横向、纵向、面外变形分布与实验测量结果一致。     

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。     

关于角焊缝的效率和效益

本文提出以控制角焊缝的焊脚尺寸的途径和使用下行焊等提高角焊缝效率的焊接方法，来节约焊接材料，减少焊接变形，达到缩短造船周期，降低造船成本的目的。     

日本造船中新焊接材料与高效焊接工艺

本文综合报道了日本新开发的造船用药芯焊丝，如耐底漆药芯焊丝、低飞溅药芯焊丝和大焊脚角焊专用药芯焊丝等。同时介绍了包括高速双丝平角焊、高效横向单面焊及高强度钢立向接头气电焊等一些新开发的高效造船焊接新工艺。     

EH36船用钢焊接角变形有限元分析

采用有限元分析方法,根据实际焊接工艺过程,对船舶常用低温高强钢EH36中厚板的二道焊缝焊接温度场及焊接角变形进行了分析.中厚板焊接常为二道的埋弧焊接,在有限元分析中采用生死单元技术进行处理.有限元分析结果显示焊接温度场关于热源中心对称,同一厚度截面方向的节点处的焊接变形相同,而在横向由于焊缝在厚度方向收缩的不均匀性,处于焊缝间隙大的截面的节点焊接变形要大于处于小间隙截面的节点.实验结果证明了有限元分析的准确性.     

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。     

焊接变形原因、控制及矫正方法

为有效控制钢结构焊件的不均匀膨胀和收缩而造成的焊接变形,就焊接变形的主要影响因素进行分析,提出相应的控制及矫正措施.采用火焰矫正法对大型钢构件进行矫正,在材质为低碳钢情况下控制高、中、低温矫正的温度和介质.对不同变形的部位使用相应的施工方法.     

焊接线能量对12Ni19钢焊接接头中裂缝和夹杂物行为的影响

本文采用着色检查，光学显微镜观察，扫描电子显微镜观察和EDAX分析，研究了焊接线能量对TN－115焊条所焊的12Ni19钢角接 头和对接头中裂缝形貌及夹杂物形态组元的影响。结果表明，当线能量过小时，易在焊缝中形成夹渣，导致接头侧弯性能变差；若线能量过大，导致δ相转变成脆性σ相，严重时会在多层焊层间产生微裂缝。     

ZG230-450C大型艉轴架焊接工艺

针对某船艉轴架ZG230-450C大型铸钢件焊接时容易产生层间撕裂和大的焊接变形问题,开展焊接工艺认可试验。采用CO_2药芯半自动平角焊,应用直流反接法、全焊透T型接头,选用TWE-711药芯焊丝,开设U型坡口,合理布置焊道和焊接顺序,采用合适的工艺参数。2名焊工等速同时相向施焊,严格控制焊接操作过程和热处理,并对艉轴架进行合理的刚性固定,确保焊接质量满足要求,控制和矫正焊接变形。     

确定焊接反变形的数值模拟及规律分析

焊接接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.文章提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向变形.利用热弹塑性有限元法来模拟结构的焊接过程,并对不同板厚、不同热源的结构分别进行数值模拟,最终确定焊接结构的弹性反变形规律:焊接前施加弹性反变形的结构在焊接后角变形趋于零.     

CCS-B船用薄板埋弧焊接工艺

针对船用薄板焊接难度大、接头成型效果差的问题,研究CCS-B船用薄板焊接采用细丝埋弧自动焊工艺,并对焊缝进行无损检测及接头硬度分布试验。研究结果表明:在试板焊接前横向要放1～2 mm反变形,反面焊接后拼缝通过焊接收缩控制变形;通过焊材的合理选用可以保证焊接接头的硬度分布符合规范要求。