铝合金薄板焊接技术

铝合金薄板焊接及焊接变形的研究课题,最近通过技术鉴定,课题研究的主要内容是对铝合金薄板的焊接设备、铝合金薄板的焊接接头机械性能、腐蚀性能、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。     

船用大尺度薄板焊接工艺仿真及变形机理研究

针对船用大尺度薄板焊接冷却后存在残余应力导致焊后变形的问题,采用有限元模拟的方式,利用双椭圆热源模型对不同尺寸的薄板进行研究.研究了焊接工艺对薄板变形的影响规律,探讨不同焊接速度下的变形机理.结果表明:不同薄板尺寸的边缘位置变形较大,中间位置有更多的时间释放残余应力,变形程度主要受温度梯度影响,焊接速度越小变形越明显.     

5 mm薄板双丝MAG焊接头组织及性能分析

双丝MAG焊技术用于薄板焊接具有焊接速度快、熔敷效率高、焊接变形小的特点。但国内关于双丝MAG焊应用于薄板对接焊的研究较少,且没有实际应用。为了在国内豪华邮轮项目引入双丝MAG焊技术,文章采用双丝MAG焊技术进行5 mm薄板的对接焊,分析其焊接接头的组织及性能,并通过方案优化得到性能良好的焊接接头。     

某船用薄板焊接变形快速预报方法

提出一种快速预报焊接变形的方法,基于热弹塑性有限元法与固有应变法对薄板焊接过程进行数值仿真分析,得到"热-固结合式"的快速计算方法,并以船用薄板为研究对象验证了该方法预报焊接变形的合理性与准确性,为船厂现场焊接作业提供了技术指导.     

船舶和海洋结构物建造中的计算焊接力学进展

针对薄板结构的失稳现象,基于固有变形理论和弹性有限元分析,预测其焊接失稳变形分布、失稳变形模态及对应临界失稳条件;针对海洋平台中厚板的多层多道焊问题,热弹塑性有限元分析需要消耗大量的计算机资源以及计算时间,且计算精度不易确保,这就需要应用更先进的数值分析方法进行研究,若得到焊接残余应力的精确分析结果,则可用于焊接接头和结构的强度、断裂等性能的评估。总结当前轻量化造船中薄板结构的焊接失稳变形,以及海洋平台用大厚板结构多层多道焊的残余应力等计算焊接力学的进展,并归纳了影响焊接接头力学性能的因素。     

船用铝合金5059的典型焊接节点疲劳试验和寿命预报方法研究（英文）

与传统的5083或6082系列铝合金相比,5059铝合金材料具有更好的力学性能和耐腐蚀性。但目前的焊接规范或船级社规范缺少相应的疲劳等级曲线,不利于船用铝合金5059结构的疲劳评估。同时,薄板铝合金的焊接结构存在较大的初始焊接缺陷,导致焊接拐角处的应力集中效应更加明显。较大的焊接变形给拐角附近应力集中效应和疲劳强度的精确评估带来了较大挑战。本文设计了四种典型的船用焊接接头开展疲劳试验,并将获得的疲劳数据用于拟合得到相应的疲劳等级曲线。在此基础上,进一步验证了名义应力、热点应力、有效缺口应力和缺口应力强度因子法评估对接、十字、T型焊接接头疲劳寿命的准确性和可靠性。此外,一些量化的结论可以用于指导船用铝合金5059焊接结构的应力场和疲劳评估。     

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。     

基于矩阵法的船用压力容器焊接接头硬度分析

采用矩阵法对40 mm厚的Q345R船用压力容器钢材的多焊道焊接接头进行维氏硬度测试,根据测试得到的硬度值绘制等值云图。分析结果表明,该方法可弥补标线法测试点不足带来的局限性,能清晰、直观地反映整个焊接接头的硬度值,对了解其力学性能和改进焊接工艺有一定的参考价值。此外,对各不同硬度值的区域进行显微组织分析,发现硬度值与显微组织有一定的关系,间接体现焊接工艺对材料的微观影响;对硬度值特征点进行分析,可看出对焊接的表面进行热处理能明显提高焊接质量。     

加强筋薄板船体结构的焊接失稳变形预测与控制

高强钢(HTSS)薄板结构可很好地解决船体结构的自重问题,但在焊接组装时,焊缝处的收缩力很可能使其发生焊接失稳。以T型焊接接头为研究对象,应用热弹塑性有限元分析和大变形理论,给出焊接失稳模态、变形量和发生失稳的临界条件,提出相应的控制措施。