空间三角形结构件焊接工艺及参数研究

摘要

焊接是工业生产中非常重要的一种连接形式，其中的气体保护焊广泛应用在各个领域。但是由于焊接过程是运动的热源且焊件局部受热，使得焊后存在难以避免的变形和残余应力，但合理的焊接工艺可以显著改善焊件性能。
　　本文针对空间网壳单层球形网壳中典型三角形焊接结构的主要部分进行焊接工艺研究。首先采用SolidWorks建立三维模型，然后导入Simufact. Mesh. Simulab进行网格划分，最后采用Simufact. Welding软件对该焊接结构进行应力和变形数值分析。研究的焊接工艺参数包括：焊接中点固焊顺序、数量、位置，以及焊接速度、焊接电压、预热温度、约束位置、焊炬个数等。并通过试验方法测出焊点数量为3时的Y向变形量与软件求解所得跟踪点结果进行对比验证。
　　对以上所述焊接工艺参数的研究，得出以下结论：焊点数量多少与奇偶性对焊后应力和变形影响很大；点焊顺序（取三个焊点时），中间焊点最后焊接时，最大综合变形和等效应力峰值都最小；点焊位置的影响同样很大，当点焊在两个焊缝同时施焊或者只在焊缝2一侧时，变形和应力都比较小；焊接速度提高时焊接变形有一定波动，但等效应力却有明显增大趋势；随着电压变化，变形和应力也有类似的变化；约束位置改变时，当夹持位置在中间时等效应力最小，焊接变形受夹持位置影响比等效应力小；预热温度对焊接变形和应力影响呈现先降低再升高的趋势，在100℃时取得最小值；焊枪个数用两个时两侧同时施焊，比只用一个焊枪焊接效果好。
　　焊接过程中工艺参数选择很关键，而这些参数对焊接质量的影响根本在于焊接输入的热（多少、快慢、分布等）和外界机械约束（约束形式、卸载时间等）综合作用。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 二氧化碳气体焊和焊接数值模拟

1.3 研究内容

2 焊接理论分析

2.1 焊接热源

2.2 焊接热传导的数值分析理论

2.3 应力场有限元理论

2.4 本章小结

3 点焊对焊接结果的影响

3.1 Simufact.Welding软件应用

3.2 点固焊中焊点数量影响

3.3 焊点顺序

3.4 点焊位置

3.5 本章小结

4 典型焊接参数对焊接应力应变的影响

4.1 焊接速度

4.2 焊接电压

4.3 焊接约束位置

4.4 预热

4.5 焊炬个数

4.6 试验验证

4.7 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间参研项目及发表学术论文

致谢