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。     

工艺参数对平板对接焊温度场及残余应力的影响

焊接变形和残余应力对集装箱船的建造质量有着重要影响，通过优化焊接工艺可以有效提高其结构的焊接质量。为选择合理的焊接工艺参数，文章基于ANSYS软件，建立了船舶平板对接焊的有限元分析模型，采用高斯热源模型，对接头的温度场及应力变形进行了数值模拟，并将焊接电流、焊接速度和板厚对平板对接焊残余应力场及变形的影响规律进行了分析和总结，对实际生产中集装箱船结构焊接质量的控制具有一定的参考价值。     

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。     

搅拌摩擦焊在铝合金船舶上的应用

使用传统铝合金焊接技术，因铝合金材料的特性，在高温下熔化，冷却后产生变形，而薄板焊接较大的变形很难校平。搅拌摩擦焊是一种新型纯机械化固相连接技术，其焊接后变形小、质量稳定、力学性能好。介绍搅拌摩擦焊的基本原理和国外的应用状况，与铝合金传统的金属焊条惰性气体焊（MTG）和钨极惰性气体焊（TIG）进行比较，分析搅拌摩擦焊应用的经济性。     

船舶结构的搅拌摩擦焊技术

为探索搅拌摩擦焊技术在不同厚度船舶钢板结构厚度焊接中的应用,本文建立搅拌摩擦焊焊接过程的有限元模型,获得工件在加工过程中的弹性变形以及应力分布。通过二次开发方法,研究不同接触力对不同厚度钢板在加工过程中的弹性变形、接触应力的影响,为工程实践提供参考。当接触力处于(500~1 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于2 mm,当接触力处于(1 000~1 500 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于3 mm,当接触力处于(1500~2 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于4 mm。这样可以保证焊接出来的钢结构具有较小的残余应力,并且结构在使用过程中不会出现由于残余应力释放而产生的结构变形。     

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。     

基于ANSYS分段退焊焊接温度场的数值模拟

利用ANSYS参数化的程序设计语言APDL对CO2分段退焊的温度场进行有限元分析。文中采用了高斯热源分布模型,同时考虑了材料热物性能参数与温度的非线性关系,通过建立焊接过程的数学模型和物理模型,成功模拟出了分段退焊的焊接温度场,并将结果与直通焊的焊接温度场进行了比较,得出了分段退焊法有效减少焊接应力与变形的原因。     

单面连续焊在上层建筑建造中的重新应用

为了大力应用高效焊和提高焊接速度与质量,提出了单面连续填角焊在对性能要求较低的区域代替双面间断填角焊。经过焊缝强度试验和稳性试验,证明了其可行性,并在两种船舶的上层建筑中重新应用。     

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。     

加筋板结构连续焊焊接变形规律

基于通用有限元软件Abaqus,采用顺序耦合热弹塑性有限元方法对加筋板结构双边连续焊焊接变形规律进行了研究。为了提高计算效率,采用具有截面积分特性shell单元的shell/solid模型描述加筋板结构,实现了焊接过程数值模拟。针对双边连续焊焊接方式,分别计算比较了T形接头两侧同时焊接和两侧依次焊接情况下的结构残余变形和应力。结果表明:T形接头两侧同时焊接产生较小的焊接变形,并且变形较为对称。     

20000TEU集装箱船水密横舱壁结构精度建造的预控

水密横舱壁作为20000TEU集装箱船的关键结构,对尺寸精度的要求十分严苛,尤其是焊接变形严重影响其建造精度。针对这一问题,采用基于固有变形理论的弹性有限元分析,来预测水密横舱壁结构的面外焊接变形。同时,比较了计算固有变形的两种方法的准确度,并且总结了热输入与固有变形各分量的经验公式,还提出了减小面外焊接变形的措施。结果表明,通过与实测数据对比验证了弹性有限元分析可快速、准确地预测水密横舱壁结构的面外焊接变形;对于对接接头,变形反演法比应变积分法得到的横向固有弯曲更准确;热输入与固有变形各分量呈线性递增关系;将整个水密横舱壁结构由原来的3段分成5段,并采用对称焊接顺序,面外焊接变形最小,同时会降低对船厂吊装能力的要求。     

弹塑性固有应变法在厚壁球面舱壁结构焊接中的应用

针对热弹塑性有限元法仅适用小规模焊接的弊端,采用弹塑性固有应变法对厚壁球面舱壁结构的焊接工艺进行模拟,并对球面舱壁结构的焊接工艺进行优化,最终给出球面舱壁结构合理的焊接工艺.在大型有限元软件ANSYS的基础上,通过开发的热弹塑性焊接计算程序得到单道焊缝焊接时的残余应变;通过残余应变等效,对球面舱壁的各焊缝处施加温度载荷;通过一次弹塑性有限元法得到厚壁球面舱壁结构的整体变形.通过开展不同焊接工艺下球面舱壁结构的焊接变形分析,给出厚壁球面舱壁结构合理的焊接工艺.     

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。     

基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

基于连续小波变换的加筋板结构焊接裂纹检测(英文)

研究了如何使用连续小波变换工具来对加筋板结构的焊接裂纹进行检测.首先分析了裂纹对于板在焊缝位置的振动模态造成的影响,用有限元法求得含有不同长度焊接裂纹的加筋板结构的振动模态.然后对焊缝处板的振动模态信号进行连续小波变换,根据小波系数的极值判断裂纹位置和裂纹长度.研究结果表明,当裂纹很短时,其位置也可以很容易地被确定;而且当裂纹扩展到一定程度时,其长度也可以被检测出来.     

大型复杂船体结构焊接工艺方案评价体系研究

为了能够科学合理地评价大型复杂船体结构焊接工艺方案,以某船体分段为例,计算六种焊接工艺方案下分段焊接变形.建立一种评价体系,依次确定评价要素,评分方法,允许偏差值和权重值.最后,将六种方案下分段焊接变形计算值代入评分公式,进而对船体结构的焊接工艺方案进行综合评价.     

气垫船铝合金整体壁板应用初探

气垫船的高速性特点决定了全船重量控制的重要性。在影响结构重量的主要因素中,材料的选择尤为重要,为此大、中型气垫船船体材料都采用铝合金。而传统铝合金焊接结构在实际应用中存在着焊接变形较大且难以控制,焊缝和焊接热影响区力学性能下降等不足。文章首先基于气垫船船体线型简单、平直的特点提出了铝合金整体壁板的概念,并由此引出悬架式骨架系统;其次分析了铝合金整体壁板的优点;此外,文中还在国外应用背景基础上总结了整体壁板应用注意事项;最后提出了应用及优化上亟待解决的问题,为后续研究及推广应用提供参考。     

焊接式跳板铰链安装技术研究

在船舶建造中结构会产生焊接变形，尤其是铝质结构，焊接变形较钢质结构更难以控制，焊后精度难以保证。本文以某型船跳板铰链安装为例，对船体焊接铰链的安装工艺进行分析，提出了采用定位假轴不镗孔安装方法。     

特大型悬臂式钢箱梁焊接制作工艺实践

特大型悬臂式变截面钢箱梁是现代港口码头起重运输机械的关键金属结构件,要求它具有良好的承载能力和较大的抗弯刚度.由于构件尺寸长,焊缝种类多,焊接难度大,在制造过程中采用了相应的措施,特别是通过焊接规范和焊接程序的调整有效地控制了焊接变形和焊接应力.