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。     

钢质船舶薄板成型质量控制研究

结合某钢质高速船的建造,针对该船薄板的结构特点,分别从钢料加工、分段建造及合拢等方面阐述了该船薄板成型质量控制的基本内容,以及在船体建造的各个阶段所采取的不同的变形控制及矫正措施。在产品施工过程中,由于各项控制措施使用得当,有效地控制了薄板的变形,使该船薄板结构的整体成型质量达到了行业领先水平。     

气体保护立向下行焊在薄板焊接中的应用

本文详细介绍了适用于船体大合拢建造的气体保护立向下行焊焊接方法在薄板焊接中的应用,以达到控制焊接变形、缩短建造周期。同时也阐述了该焊接工艺焊接材料的选择,工艺参数和焊接技术措施。     

铝合金薄板焊接及其变形控制

我们用自己研制的设备、专用胎架、合理的工艺有效地控制了铝合金薄板的焊接变形,成功地焊制了小型模拟结构及气垫船模拟结构分段(尺寸为2050×3000×1600毫米)。此结构分段的纵向、横向变形及甲板、舷侧板的波浪变形都达到了我国中小型船体建造精度的要求,也达到了日本轻金属结构协会的铝合金船体建造精度的要求,从而为铝合金薄板建造全焊结构艇体打下了基础。     

铝合金船体焊接变形及其控制措施

铝合金材料线膨胀系数大、导热性强,焊接时容易产生翘曲、波浪变形等,因此建造全焊接铝合金船体要比建造钢质船体困难得多。精度控制与变形控制等船体建造关键工艺技术研究是全焊接铝合金船体结构建造工艺研究中很重要的一部分,是保证产品建造质量的关键。针对某船全焊接铝合金船体结构装焊易变形的特点,开展焊接变形分析并考虑合理可行的变形控制措施,深入研究总结铝合金船体建造过程中变形的控制方法,为系列船的批量化生产积累经验和技术,同时也为其他铝合金产品的生产提供参考和技术支撑。     

船舶建造过程中薄板变形问题及其控制

采用薄板焊接结构的船舶在建造中为了保证建造质量,必须对薄板变形加以控制。薄板变形问题不仅影响着船舶整体外观,而且关系到船舶安全与性能。为减少船舶建造过程中的薄板变形,分析了不同施工阶段引起薄板变形的原因,并结合实际建造经验,对不同阶段控制薄板变形的有效工艺措施做了总结,给出了有效控制薄板变形的焊接工艺参数。     

船体曲板热成型工艺方法研究综述

船体曲板加工成型是船舶建造过程中的一个重要的环节。热成型仍然是大型商用船舶船体曲板加工的主流工艺手段。对船体曲板热成型工艺相关文献进行了系统回顾。国内外学者在船体曲板热成型工艺的成型过程、热源方式、温度场变形场分析、火路布置决策和板材测量等方面作了详尽的研究。但在加热参数与温度场和变形场控制方面仍不够全面细致,在热成型装备自动化方面依然存在很多问题亟待解决。可为相关研究人员提供参考和借鉴。     

中小型船舶焊接变形控制工艺设计

为减少焊接变形对建造精度、质量和周期影响,结合薄板、中厚板焊后的变形特点,以及中小型船舶建造过程中各阶段的特点,通过对小组立,中、大组立,总组及搭载等阶段中焊接变形实船记录,找出船板选择、船体分段划分、坡口设计、装配及工装、焊接试验、焊接工艺设计、焊接顺序等对焊接变形产生影响的因素。结果表明应在设计阶段考虑焊接变形控制,从而解决船体构件焊接后变形复杂、矫正困难和精度偏差大的难点,为后续中小型船舶建造从焊接工艺设计进行预防和控制焊接变形提供经验。     

船体焊接构件残余应力消除的若干方法

船体结构件在装焊过程中所产生的焊接残余应力不仅会降低船体焊接结构件的性能，还会使船体的建造精度难以控制，从而影响了船舶的建造质量。本文阐述了在建造船体过程中产生焊接残余应力的原因，有两类：一类是由于整体结构中，各个部件的尺寸不协调，强行装配而产生残余应力；另一类是材料内部产生各区域之间自平衡的残余应力。     

船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法研究

针对原有船体T型焊接失稳形变控制方法因焊接方式选择不当造成控制效果较差的问题,设计新型船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法。基于失稳形变原理特征,采用有限元模型完成T型焊接处模型的构架,并设定相应的尺寸参数。根据构建完成后的模型,对焊接处的收缩力进行分析,得出其具体数值与变化规律。根据变化规律,更新船体T型焊接的焊接工艺参数与焊接方法,以此控制失稳形变现象的产生。通过实验研究分析可知,与原有控制方法相比,此方法的形变数值在形变临界值内,波动稳定,原有方法形变数据值波动较大,不易控制。因而,此方法控制效果更佳。     

薄板单面焊双面成形技术在船体焊接中的应用

薄板单面焊双面成形技术是一种在薄钢板结构对接接头背面加陶瓷衬垫进行气体保护焊的工艺方式,这种工艺方式不仅取消了焊缝反面碳弧气刨清根工序,而且改善了根部焊道的成型质量及施工环境,大幅提高生产效率。     

基于生产降本提效的船舶焊缝设计优化

为降低生产成本及提高施工效率,结合现有生产工艺的特点,通过研究入级船级社规范对焊缝设计的要求,考虑焊缝设计的经济性及可操作性,建立有效的焊缝设计优化工作机制,在详细设计阶段和生产设计阶段实现焊缝设计优化。优化的焊缝设计可充分利用现有资源,减少额外的生产投入,降低生产综合成本。将降低施焊难度及推广自动焊的设计理念融入焊缝设计中,在提高焊接效率的同时,产品焊缝的焊接质量特别是外观成形质量可得到保证,减少焊缝的补焊及打磨工作,提高产品的整体生产效率。     

船用薄板激光-电弧复合焊表面气孔缺陷试验分析

针对船用薄板激光-电弧复合焊接出现的表面气孔缺陷问题,采用单一变量法设计工艺试验,改变激光功率、送丝速度以及焊接速度,进行表面气孔出现的基本规律试验分析,结果表明,使用激光-电弧复合焊接船用AH36级6 mm薄板,当送丝速度与焊接速度的比值在1.5左右时,表面成型效果好,无气孔产生。     

激光功率对激光-电弧复合焊接头成型的影响

采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW)技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析.焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为44...     

超大型集装箱船用超高强度钢EH47焊接残余应力模拟与实验研究

超高强度钢EH47广泛应用于超大型集装箱船舱口围板等区域结构中,建造过程中常常伴随着较大的焊接残余应力,直接影响到船体结构的安全及使用寿命。论文基于有限元分析软件ANSYS,对平板对接焊进行模拟,得到焊接残余应力的大小和分布,并采用盲孔法对焊缝区域进行残余应力测量。结果表明:残余应力在靠近焊缝中心及区域附近处表现为拉应力,随着逐渐往焊缝中心靠拢,拉应力迅速增大,当达到焊缝中心附近时拉应力达到最大值。随着逐渐远离焊缝中心,拉应力迅速减小,达到一定距离时转变为压应力,并在距离焊趾2.5 cm处达到压应力最大值,数值模拟结果与试验测量值基本吻合,同时焊后热处理能有效降低有损结构强度的焊接残余应力。     

超大型舱口超厚围板的焊接工艺设计与实施

超大型舱口多用途重吊船舶用于装运超重、超大货物,具有良好的市场前景.文章通过超厚型货舱围板在施工中如何防止焊接裂纹的产生,选择焊接材料、焊接方法及参数等焊接工艺的设计,指导施工,取得了满意的效果。     

基于强化散热的焊后冷源宽度对焊接残余应力的影响

鉴于冷源长度方向尺寸对焊趾位置残余应力峰值的影响不大，本文着重分析冷源宽度方向尺寸对焊后残余应力的影响。本文利用干冰作为焊后冷源介质跟随焊枪同步运动，基于热弹塑性有限元方法，对AH36高强钢薄板随焊激冷的焊接方法进行了模拟。分析了冷源相对于焊缝的宽窄关系对随焊激冷控制残余应力的影响，从而可以对干冰的喷嘴形状设计进行指导，以优化焊后冷源控制应力应变的效果，推进“低应力无变形”焊接技术在船舶领域的发展与应用。结果表明，在焊后施加冷源可以达到降低低应力无变形的效果。其中，在所施加焊后冷源宽度较焊缝宽的情况下，较其他两种宽度冷源控制应力与变形的效果更佳，板中心纵向残余应力可由常规焊的484Mpa减少到375Mpa，减少了109Mpa。     

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.     

CSR和CSR-H的焊接系数研究

归纳和定性分析CSR和CSR-H的焊接系数,确定焊接系数的影响因素。提出焊接系数利用因子的有限元分析方法,确定焊缝强度的应力标准。进行了13艘CSR船舶船体结构焊缝应力的提取和焊接系数利用因子的计算,获得CSR船体结构各类角焊缝利用因子的统计结果。通过短柱和板条梁的焊缝强度试验,验证焊缝强度标准及焊缝应力公式的正确性和适用性。     

Prediction of residual stresses induced by low transformation temperature weld wires and its validation using the contour method

Welding residual stresses are one of the main factors influencing the engineering properties of welded structures, and should be taken into account during designing and manufacturing products such as ships, bridges, etc. Recently, both computational and experimental methods play a significant role for providing residual stresses. The contour method (CM) became one of the most powerful techniques that can provide measurement of residual stresses normal to a plane of interest. In this method a component is cut at any plane of interest. Displacements normal to the cut surface are measured and then processed. Using the Thermal–Elastic–Plastic Finite Element Method (TEP-FEM), residual stresses after welding can be predicted. As well as, the elastic FEM can be used to reproduce residual stresses from measured longitudinal displacements in the CM.The main objective of this paper is to evaluate the effectiveness of different low transformation temperature (LTT) weld wires using TEP-FEM and the CM. In the simulation part, a computational approach is developed to numerically simulate both of welding and the CM. In the TEP-FEM, phase transformation is considered for LTT welds, additionally volume change and variation of mechanical properties with temperature are considered. In the simulated CM, welded specimens to be measured are replaced by TEP-FE models. Then the procedure of the CM is examined before applying it to real measurements. The simulated CM successfully predicted how the CM would reconstruct the residual stresses if applied experimentally. In the experimental part, welding is conducted using conventional and various LTT weld wires. Longitudinal residual stresses produced due to welding are measured using the CM. The results of TEP-FE simulation and the CM show the effectiveness of the different LTT weld wires in introducing compressive stresses in the weld. It is also observed that the applied LTT weld wires, which have almost the same martensitic transformation start temperatures, do not show big difference in the induced compressive residual stresses in the weld metal.