Al—Si—Cu—Zn急冷钎料制备及润湿性

采用单辊急冷装置制备的两种Al—Si—Cu—Zn急冷钎料钎焊纯铝和6063铝合金，研究其熔化特性、相结构及润湿性。试验结果表明：Al70Si7．5Cu20Zn2．5和Al65Sil0Cu20Zn5急冷钎料主要由αAl、Si相和θ（Al2Cu）三相组成；Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料和AL70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料相比，固、液相线温度均有所降低，熔化区间更小；在纯铝和6063铝合金上均具有更好的润湿性；Al65Sil0Cu20Zn5和Al70Si7．5Cu20Zn2．5急冷钎料和同成分的常规钎料相比，熔化温度降低，熔化区间更窄；在纯铝和6063铝合金上的润湿性均大大提高。     

曲面分段全建造流程的误差累积及精度预测

以海洋平台典型曲面分段为研究对象,梳理建造企业对切割和弯曲工艺的精度要求及误差响应,以及焊接工艺对应的典型接头力学载荷,并将其作为曲面分段建造的源头误差。基于弹性有限元方法,分析焊接工艺对曲面分段建造精度的影响;考虑切割和弯曲误差对焊接工艺的影响,并预测闭合加工误差的焊接工艺及其产生的焊接变形。为提升曲面分段建造精度的评估效率,建立基于遗传算法的BP(Back Propagation)人工神经网络,并以27组数据为训练样本,以9组数据为验证样本检验其预测的准确性。通过弹性有限元分析研究不考虑、保留及矫正切割和弯曲加工误差等3种情况下的曲面分段建造精度,结果发现三者存在明显差异。考虑切割、弯曲的加工误差及其焊接闭合工艺对曲面分段的建造精度的显著影响,基于遗传算法的BP人工神经网络具有极高的预测精度和稳定性。     

Al-Si-Cu-Zn急冷钎料制备及润湿性

采用单辊急冷装置制备的两种Al-Si-Cu-Zn急冷钎料钎焊纯铝和6063铝合金,研究其熔化特性、相结构及润湿性。试验结果表明:Al70Si7.5Cu20Zn2.5和Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料主要由αAl、Si相和θ(Al2Cu)三相组成;Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料和Al70Si7.5Cu20Zn2.5急冷钎料相比,固、液相线温度均有所降低,熔化区间更小;在纯铝和6063铝合金上均具有更好的润湿性;Al65Si10Cu20Zn5和Al70Si7.5Cu20Zn2.5急冷钎料和同成分的常规钎料相比,熔化温度降低,熔化区间更窄;在纯铝和6063铝合金上的润湿性均大大提高。     

海洋平台复杂结构焊接残余应力高效预测及焊接顺序优化

海洋平台轴承座结构具有焊缝多且分布比较集中、采用多种高强钢、各构件厚度差异大、整体尺寸大、焊缝拘束大等特点,焊接易造成该结构高幅值且分布复杂的残余应力.文中综合应用结构简化、带状热源、焊道合并等多种方法,对海洋平台轴承座结构的焊接残余应力分布进行高效预测;并根据实际尺寸制造模拟件,测试该模拟件的应力来验证计算结果;结合计算结果分析了该结构焊接应力集中区域产生的原因,最终运用高效计算方法优化了该结构的焊接顺序,并改善了该结构中危险焊缝的应力状态.分析结果表明:多构件复杂结构焊接时,小刚度构件在易变形的方向上受到其他焊缝收缩产生的弯矩作用是造成结构局部焊缝应力集中的主要原因,调整焊接顺序可以有效避免局部区域的应力集中.     

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%。     

JU2000E自升式钻井平台桩腿TKY节点 焊接残余应力分析

Ju2000E自升式钻井平台的桩腿TKY节点由于焊接结构复杂，各构件采用高强度大厚板，焊缝多且不规则，焊接残余应力分布复杂，对其评估焊接残余应力非常困难。如今焊接残余应力表面测量配合应力计算是最有效的方法，本文采用一系列的高效计算方法实现了桩腿TKY节点焊接残余应力的高效计算，并通过X衍射法和小孔法验证了计算的可靠性，同时通过计算机模拟软件建立的三维实体模型分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明，整个模拟件各方向的峰值拉应力出现在半圆板焊接区域表层，特别是焊趾位置呈现较大的应力集中，而焊缝材料的屈服强度相对半圆板材料屈服强度低，故焊缝区域的各方向拉应力幅值稍低于半圆板焊接区域；整个模拟件各焊缝区域从外到内部的等效应力呈现300-600MPa的较大应力，靠近半圆板的焊趾位置出现较大应力集中，等效应力达到600MPa以上。