焊接过程多场耦合模拟研究进展

焊接是一个涉及到多物理场耦合的复杂过程,采用传统的试验方法研究焊接现象存在成本高、效率低、局限性等问题,数值模拟技术很好地解决了这些问题,因此该技术已成为国内外焊接工作者研究的热点,在航空航天、汽车船舶等领域得到越来越广泛的应用。介绍了影响熔池形态和焊接变形的因素以及外加磁场对改善焊缝成形的作用,重点论述了数值模拟技术在多场耦合作用下焊接熔池形态、应力与变形以及焊缝成形控制等方面的应用及研究现状,在此基础上提出了焊接过程多场耦合模拟的未来发展动向。     

基于三维激光扫描的蒙皮对缝检测研究

针对传统蒙皮对缝检测方法误差大、效率低等问题以及二维激光对缝检测的缺陷,采用了一种基于三维激光扫描蒙皮对缝的检测方法并开发出相应软件。提出了蒙皮对缝三维点云数据的去噪、临界点识别及提取方法,根据蒙皮对缝间隙阶差对气动外形的影响,分析其实际几何结构,与理论结构对比,提炼出了计算蒙皮对缝间隙阶差的数学模型,并通过对试验模拟件对缝的检测,验证了其计算精度。结果表明:该检测方法可行,与二维激光检测相比精度和重复精度更高,间隙测量精度达到0.04mm,阶差测量精度达到0.02mm,可以满足蒙皮对缝检测需求,为分析间隙阶差对装配质量的影响提供数值依据。     

起重船用高强钢大厚板焊接残余应力的试验研究

以某型起重船结构为研究对象,采用焊接后热作为焊接残余应力消除措施,研究结构的残余应力情况及消除措施的有效性。首先采用焊态和经过焊接后热的两组试板进行焊接残余应力检测并对比,结果表明焊态的试板焊接纵向残余应力最高达552.5 MPa,接近材料的屈服强度;经后热的试板纵向残余应力最大为385.3MPa,与焊态相比降低了167.2 MPa,下降约30%;同时获取了残余应力分布情况。进一步对起重船导向基座结构的焊缝进行后热并进行应力检测,其纵向焊接残余应力最大值为310.8 MPa,远低于母材屈服强度。本文研究表明：起重船高强钢大厚板在焊态时焊接残余应力较大,需采取措施消除残余应力;采用焊接后热可以大幅降低高强钢大厚板的焊接残余应力水平,焊接后热具有较好的经济性和操作便捷性,在起重船建造过程中建议考虑对大厚板焊缝进行后热以消除焊接残余应力消除。     

CICC型超导导体外壳制作工艺研究

通过焊接参数的选定(焊接电流 I=150A,电压U=8.8V,焊接速度0.7～1m/min),保证单根导体长度不小于300m,焊缝无气孔,裂纹等焊接缺陷.使焊接后的CICC超导导体内部最接近焊缝位置的温度低于183℃,确保导体导电性能,导体焊缝耐压试验不低于5MPa,且氦气密性能良好,研制出的产品满足相关技术标准的质量...     

覆冰四分裂导线静态气动力特性试验

覆冰四分裂导线的空气动力特性,由于覆冰子导线尾流的相互干扰可能不同于覆冰单导线。针对两种不同冰型制作覆冰四分裂导线模型,通过风洞试验测试获得不同冰厚和不同风速下覆冰四分裂导线静态空气动力系数随攻角的变化曲线。结果表明,在一定的攻角下,子导线尾流相互干扰对空气动力系数有明显影响。所得试验结果为覆冰四分裂导线的舞动及其防止技术的研究提供必要的数据。     

覆冰导线气动力特性风洞试验研究

针对新月形和D形两种典型断面的特(超)高压大截面厚覆冰导线进行了气动力系数风洞测试,获取了0°～180°以5°攻角为间隔各攻角下的气动三分力系数,用均匀流和均匀湍流两种风场研究湍流对覆冰导线气动力特性的影响,根据Den Hartog理论分别计算了两种断面覆冰导线可能发生舞动的风攻角范围。结合以往试验结果,归纳了两类覆冰冰型气动力特征。试验结果表明:新月形覆冰导线可能发生Den Hartog舞动的攻角范围为15°～30°和175°～180°,D形覆冰导线则为65°～85°及135°～150°,湍流对导线舞动气动稳定性存在影响。与以往试验结果比较表明:本试验结果能够反映大覆冰新月形和D形覆冰导线气动力特征,小覆冰新月形导线气动力特性则与本试验存在较大差异。     

2A14铝合金返修焊技术

根据2A14铝合金的冶金特点，针对对接接头和锁底焊缝的不同要求，提出了相应的采用缺陷槽的补焊工艺。分析了焊接位置、补焊层数及两面补焊、预热和缓冷、补焊的收／起弧及长度、电源选择、环境控制、补焊顺序和方向，以及装配等因素的影响。由不同运载贮箱补焊的结果可知，该工艺措施有效，补焊质量较好，提高了补焊的一次合格率。     

Mechanical behavior of the metal parts welded with extraterrestrial regolith simulant by the solar concentrator in ISRU & ISRF application

The use of in-situ resources plays an important role on future extraterrestrial human activities for the facility repair and habitat construction, especially in sustainable space exploration of Moon and Mars. A method of the metal welded with extraterrestrial regolith simulant using solar processing under ambient conditions is presented. Metal parts are made of Q235B ferroalloy and TA2 titanium alloy into standard tensile members according to the ASTM code. They are disconnected from the middle in advance, and then welded together with lunar and Martian regolith simulant under ambient conditions, respectively. The entire welding process and precautions are detailed. Additionally, the mechanical behavior of weldments is characterized regarding their tensile strength. Furthermore, the fusion zone of weldments is studied by Scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) measurements. The results show that it is possible to weld metal parts together with extraterrestrial regolith simulant by the solar concentrator. The average ultimate tensile strength of ferroalloy specimens welded with lunar and Martian regolith simulant is 2.94 MPa and 1.66 MPa; The average ultimate tensile strength of titanium alloy specimens welded with lunar and Martian regolith simulant is 4.95 MPa and 2.59 MPa. Moreover, the failure mode of all weldments was brittle failure. The welding joints strength derives from the phases that the regolith as the solder fusing into ferroalloys in a homogeneous way and titanium alloys in an inhomogeneous way. The presented method may provide a new thought for astronaut assistance associating with repairing and fabricating in subsequent Moon and Mars missions.     

振动处理对铝合金焊接结构变形与内应力的影响

铝合金的焊后延迟变形是生产中影响产品质量的重要问题，本文研究一种投资少、见效快的解决方法－振动处理。实验证明振动处理能降低铝合金焊接结构残余应力峰值，使内应力均匀化，对于控制焊接延迟变形有明显效果。振动后对焊缝组织的微观结构分析显示，振动处理降低了位错密度，因为位错密度是内应力的直接表征，因此振动处理的作用效果可以用振动前后微观结构的变化来解释。     

公路隔离网专用焊机微机控制系统研制

介绍了公路隔离网专用焊机微机控制系统的功能、系统的硬件结构和软件设计。控制系统具有手动、半自动、全自动等工作方式，可自动补偿网压波动对焊接电流的影响。批量生产应用表明：控制系统操作方便，性能可靠，焊接质量稳定。