焊接温度场

摘要： 以船用铝合金T型接头为研究对象,利用ANSYS APDL建立三维有限元分析模型,采用半球热源、双椭球热源、简化的均匀体-面组合热源对其焊接温度场进行数值模拟,得到焊接动态温度场以及熔池形态。研究结果表明:三种体热源均能较真实地模拟实际焊缝形状和温度场演变,对于铝合金T型接头,选择简化组合热源即可得到理想结果,且计算效率较高。

摘要： 根据数形结合的思想,实例分析了移动线热源作用下的无限大板焊接温度场解析解,准确绘制了无限大板温度场的三维分布图形和二维分布的温度曲线和等温线.结果发现:沿x方向变化的温度曲线均先升高再降低,并且降低速度显著快于上升速度,温度最高点的位置随着y值的增大缓慢向左移动.沿y方向变化的温度曲线均关于直线y=0 mm左右对称,当y=0 mm时具有最大值.单个等温线类似椭圆状,温度场上下对称,前端线条密集,温度梯度大,后端线条稀疏,温度梯度小.同时计算了实例情况下焊接熔池的表面形状和尺寸,熔池类似椭圆状,长30.16 mm,宽22.13 mm.

摘要： 为研究波形钢腹板梁T形接头焊接温度场的分布情况,基于热弹-塑性理论和有限元理论,利用Simufact Welding软件,采用双椭球热源模型并配置相关参数,对其T形接头用CO_(2)气体保护电弧焊在环境温度为20°C的温度场进行仿真分析和试验验证。分析不同环境温度对金属熔池冷却速率的影响程度。结果表明,数值模拟所选用的热源类型及相关参数合理,焊接热输入充足,焊接熔深适中,底板和腹板连接良好;模拟所得焊件热影响区分布为不规则封闭椭圆形,表现出一定的温度梯度,与试验所得吻合良好;焊接模拟过程中,焊缝处温度达到材料熔点1500°C,所呈现的等温线在热源前方密集,后方稀疏且具有一定的梯度,与实际焊接过程热传递类似;焊后冷却过程中,焊缝及附近温度迅速下降,温度梯度迅速降低,温度场辐射范围不断增大;金属熔池的冷却速率与环境温度呈反比关系。为同类桥梁焊接温度场分析提供参考。

摘要： 文章为了探究U肋加劲钢桥面板焊接残余应力的分布规律,在ABAQUS软件中参照实际U肋加劲钢桥面板构件建立其有限元模型,并对其焊接过程进行了仿真模拟。采用先前实测数据对残余应力模拟结果进行了验证,二者吻合较好。在此基础上,文中进一步分析了面板厚度、熔透率和焊接约束条件3个因素对残余应力场分布的影响,研究发现:面板厚度的增加使得上下表面横向残余应力在焊缝区的峰值大体上增大,反而在远离焊缝区域减小,整体应力梯度趋缓;熔透率对上下表面横向焊接残余应力的影响较为明显,熔透率增加会使得远离焊缝处的横向拉应力发生增长;不同的夹持约束条件对焊接残余应力的影响比较明显,不当的约束会大大增加焊接残余应力数值和分布范围,因此不可忽视。

摘要： 为了控制MAG焊接的生产成本,给MAG焊接过程提供精确的技术支持,文中采用有限元软件来模拟计算焊接的过程。基于ABAQUS有限元分析软件,对8 mm厚Q235的MAG温度场进行了数值模拟计算,模拟焊接热源的加载过程,并对各阶段的温度场以及垂直和平行于焊缝附近各点的焊接热循环规律进行了分析。通过模拟计算焊接板材的热学性能可知,温度场呈现为稳态特征,焊接热循环稳定,远离焊缝距离的峰值温度出现时间略有延迟,且温度下降梯度随之减小,数值模拟结果与焊接温度场的实际变化情况吻合良好。

摘要： 为了研究构成I型金属三明治板的基本焊接单元T形接头在焊剂片约束电弧焊(flux bands constrained arc,FBCA)作用下的温度场分布规律,以非线性有限元软件ABAQUS为平台,开发了适用于FBCA焊接T形接头温度场计算的有限元方法.对比了计算结果与测量结果的同时,研究了面板与芯板各自路径上的热量分布情况.结果表明:FBCA焊T形接头面板部位温度场沿焊缝中心呈对称分布,接头热量主要集中作用于面板处.采用复合热源模型计算所得特征点热循环曲线分布规律与实际红外热像仪测量结果重合度较高,计算所得焊缝截面温度分布形貌和热影响区宽度与实际接头形貌相吻合,有效验证了复合热源模型计算FBCA焊接T形接头温度场的准确性.

摘要： 应用均匀试验设计方法设计12组焊接工艺参数(焊接电流分别为60,70,80,90,100,110 A;焊接速度分别为1.96,2.88 mm·s-1),建立DP780双相钢焊接有限元模型,通过模拟和试验,以接头变形量最小为指标确定了最佳焊接电流和焊接速度;采用焊接有限元模型模拟了最佳参数焊接时接头的温度场和热影响区粗晶区(CGHAZ)马氏体含量,并通过热模拟试验进行验证.结果表明:当焊接电流为100 A、焊接速度为1.96 mm·s-1时,焊接接头的变形量最小,该变形量有限元模拟结果与试验值的相对误差为3.528％,说明模型较准确;有限元模拟得到距焊缝中心距离在2.44～6.97 mm的区域为CGHAZ,该区域中的马氏体面积分数为43％,与热模拟试验制备粗晶区试样中的马氏体面积分数(44％)相近,说明建立的模型可以用于模拟CGHAZ组织.

摘要： 固定PLC扫描周期,基于伺服电磁阀,实现了一种基于电流反馈的钢轨交流闪光焊新型加热控制方式:焊机机头动端夹钳在固定振动的基础上叠加一个变速送进运动的加热控制方式,实现钢轨端面的快速高质量加热.采用红外热像仪采集原脉动加热工艺与该加热工艺高压阶段即将结束时的温度场并进行对比分析,结果表明:同样的加热时间条件下,新型加热控制方式高温区域宽度较原脉动闪光焊增加了13.82％以上.结合焊接曲线可知,新型加热控制方式通过提升最小电流值、减少断路时间的方式提高了加热效率,可快速建立高温温度场宽度.

摘要： 本工作通过将高斯面热源与柱型体热源耦合的方式构建了一种组合热源,并使用有限元技术对焊剂片约束电弧焊高强钢Ⅰ型三明治板T形接头焊接温度场及应力、变形场分布进行了计算,同时采用红外热成像跟踪和轮廓扫描技术获得了焊接过程温度与变形场的试验数据.通过对比计算结果与试验结果,发现二者所得焊缝形貌、焊接热循环分布与演化、焊后残余应力及残余变形分布吻合良好,从而验证了使用该组合热源模型对焊剂片约束电弧焊温度场及应力场有限元分析的有效性和可行性.同时发现,焊接过程中所产生的残余应力集中于焊缝及其附近区域,在数值上小于材料的屈服应力.并且焊接导致的变形较小,最大变形出现在面板边缘位置,说明使用焊剂片约束电弧焊对高强钢T形接头焊接时可有效控制残余变形,为大板焊接提供参考.

摘要： 根据毕奥萨伐尔定律,提出两种改进的TIG-GMAW复合焊电弧间相互作用力模型,并分别对两种模型展开研究及对比.建立复合焊电弧力热模型,研究复合焊两电弧间相互作用对焊接温度场的影响以及分析复合焊两焊枪前后位置对焊接过程稳定性的影响;结果表明,计算结果与实验结果吻合良好,所建立的模型能够较好的反映复合焊接物理过程,这对优化其焊接工艺参数具有一定的指导意义和实际应用价值.

摘要： 为了提高Cr-Ni-Mo系钢焊接温度场计算精度,通过多层加载的方式对焊接热源进行了改进,改进后的焊接热源可以很好的对焊接温度场进行计算,并通过试验进行了验证,结果表明:沿焊缝高度方向自上而下施加递减的体生热率,可进一步精确焊缝温度场计算.以1∶2.2∶2.9的比例施加能量,可使焊缝高度方向温差减小.通过加载多层单元的手段沿焊接方向施加长度4mm的热源,可使焊缝最高温度不变的前提下,增加熔长,有效地改善了熔池形貌及热影响区的温度变化.在沿焊缝高度方向及焊接方向多层加载后的焊接热循环曲线试验值与模拟值最大误差为3.88％,节点的热循环曲线与试验结果吻合度较高,计算结果可大幅提高焊接模拟计算的准确性和计算精度.

摘要： 后锚固技术指通过相关技术手段在已有混凝土结构上的锚固，其中的化学锚栓因其出色的锚固性能及其高效灵活的施工工艺在工程中得到广泛应用为研究化学锚栓的焊接温度场,采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型并用已有试验结果验证模型,然后进行了参数分析.研究结果表明:该有限元模型能够用于化学锚栓焊接温度场的模拟;在焊接施工中采用合理的施工顺序,可以缩短锚栓受热时间;对于同样规格的锚栓,锚栓受热温度随埋深增加而降低;对不同规格锚栓,受热温度随锚栓尺寸的减小而降低.

摘要： 本文利用大型有限元分析软件ABAQUS,对110mm特厚板焊接过程的温度场进行数值模拟.采用K型热电偶单面测量焊接过程中的温度,利用origin7.0绘图软件,绘制模拟结果与测量数值的折线图,分析测量数值与模拟结果的关系.分析结果表明,测量与模拟的温度场的变化规律基本一致,测量结果验证了模型与网格划分的正确性,研究结果为优化13MnNiMoNbR特厚板焊接工艺、控制残余应力、提高焊接接头的可靠性和安全性提供了理论依据.

摘要： 介绍了一种由作者开发的以摩擦热为热源的新型制备双金属复合板专利技术，即：大直径搅拌头(Φ50mm)搅拌摩擦钎焊制备铝／钢双金属复合板技术。通过设计对比实验研究不同钎料(铝／钢之间预置Zn，Sn钎料与不预置钎料)对接头强度的影响，对接头进行撕裂实验评价；通过对界面不同搅拌摩擦焊接区域的热循环曲线的测量，研究焊接温度场。实验结果表明：铝／钢界面预置Zn钎料的接头抗撕裂载荷明显高于预置Sn钎料与不预置钎料的接头，且一组三个试样撕裂位置全部位于铝母材上。说明Zn钎料对界面氧化膜破除和膜下液化反应起到促进作用，而Sn钎料并未起到明显作用；焊接时界面中心区域温度最高可达560°C，前进侧最高温度次于中心区域(450°C左右)，后退侧最高温度最低(400°C～450°C)，所得加热温度足以引起钎料熔化、母材软化及其相互扩散。

摘要： 利用SYSWELD有限元软件，对天然气管线的焊接烧穿过程进行了数值模拟。模拟过程中分别计算了不同热输入、不同介质压力、不同壁厚及管径下的在役焊接温度场，探讨了这些因素对烧穿的不同影响。得到了天然气管线在役焊接的模拟温度场，并将之与常规焊接温度场进行了对比，最后利用“等效缺陷”求解，得到了“等效缺陷”尺寸。

摘要： K-PAW焊接时形成具有“倒喇叭”状的焊缝，根据K-PAW的焊缝形状特点和热流沿工件板厚方向分布的特点，确立了小孔等离子弧焊接过程热源作用模式为组合式体积热源，通过比较多种热源组合模式，找出了适合于K-PAW焊接的组合式体积热源作用模式，即，沿板厚方向，工件的上部采用双椭球体热源，下部为中心轴热流峰值线性递增的圆柱体热源．将“双椭球体+峰值递增圆柱体”组合式热源应用于SYSWELD软件与K-PAW焊接热过程的有限元分析模型，计算了6mm厚不锈钢板K-PAW焊接温度场以及焊缝形状尺寸，计算与实验结果吻合良好。同时讨论了能量分配系数X1和X2，的选取及热源作用高度参数H1和H的选取对温度场的影响，热源参数选择不合适，会导致一个热源的作用淹没另一个热源的作用。

摘要： 利用ABAQUS有限元软件建立镁/钛异种金属搭接接头的有限元模型,对镁/钛异种金属冷金属过渡焊接过程的温度场进行模拟,分析温度场的变化规律,并通过实验验证模拟结果的准确性.比较了不同送丝速度下温度场的变化规律,并对特征点的显微组织进行比较.结果表明:镁、钛两侧的温度场呈不对称分布.距离焊缝中心相同的两点,镁板侧试件温度上升较快,达到的峰值温度比钛板侧高,且下降速度也快.随着送丝速度的增加,峰值温度变高,达到钛板的熔化温度,钛的熔化量也就随之增加,镁钛连接界面有较好的结合.

摘要： 利用ABAQUS有限元软件建立镁/钛异种金属搭接接头的有限元模型,对镁/钛异种金属冷金属过渡焊接过程的温度场进行模拟,分析温度场的变化规律,并通过实验验证模拟结果的准确性.比较了不同送丝速度下温度场的变化规律,并对特征点的显微组织进行比较.结果表明:镁、钛两侧的温度场呈不对称分布.距离焊缝中心相同的两点,镁板侧试件温度上升较快,达到的峰值温度比钛板侧高,且下降速度也快.随着送丝速度的增加,峰值温度变高,达到钛板的熔化温度,钛的熔化量也就随之增加,镁钛连接界面有较好的结合.

摘要： 利用ABAQUS有限元软件建立镁/钛异种金属搭接接头的有限元模型,对镁/钛异种金属冷金属过渡焊接过程的温度场进行模拟,分析温度场的变化规律,并通过实验验证模拟结果的准确性.比较了不同送丝速度下温度场的变化规律,并对特征点的显微组织进行比较.结果表明:镁、钛两侧的温度场呈不对称分布.距离焊缝中心相同的两点,镁板侧试件温度上升较快,达到的峰值温度比钛板侧高,且下降速度也快.随着送丝速度的增加,峰值温度变高,达到钛板的熔化温度,钛的熔化量也就随之增加,镁钛连接界面有较好的结合.

摘要： 厚板铝合金电子束焊接随动温度场调控装置及其焊接方法，它涉及焊接技术领域。本发明为解决现有厚板铝合金电子束焊接后接头中存在的大量的气孔缺陷的问题。随动温度场调控装置包括挡板式夹具体、冷却紫铜和冷却紫铜紧固机构，冷却紫铜通过冷却紫铜紧固机构设置在挡板式夹具体的正上方。焊接方法包括：对待焊母材进行预处理；装夹待焊母材；装夹冷却紫铜紧固机构；焊接；冷却。本发明用于厚板铝合金电子束焊接。

摘要： 本发明公开一种可提高温度场精度的温度场数据确定方法、装置及设备。其中，该方法包括：获取当前空调器的温度场检测范围与目标空调器的温度场检测范围的重叠区域的第一温度场数据及第二温度场数据；根据所述第一温度场数据和所述第二温度场数据，对所述重叠区域的温度场数据进行修正。本发明利用不同温度场检测装置检测的针对同一重叠区域的温度场数据，进行该重叠区域的温度场数据修正，得到精度较高的温度场数据，提高了边缘温度场的检测精度，使得对天井机空调器的状态控制更为精确。

摘要： 厚板铝合金电子束焊接随动温度场调控装置及其焊接方法，它涉及焊接技术领域。本发明为解决现有厚板铝合金电子束焊接后接头中存在的大量的气孔缺陷的问题。随动温度场调控装置包括挡板式夹具体、冷却紫铜和冷却紫铜紧固机构，冷却紫铜通过冷却紫铜紧固机构设置在挡板式夹具体的正上方。焊接方法包括：对待焊母材进行预处理；装夹待焊母材；装夹冷却紫铜紧固机构；焊接；冷却。本发明用于厚板铝合金电子束焊接。

摘要： 本发明公开了一种温度场检测装置、竖窑和温度场的检测方法，用于检测竖窑燃烧区的温度，竖窑的侧壁具有贯通的测温孔，温度场检测装置包括保护管和温度传感器，保护管用于插设于测温孔内，保护管的一端用于沿竖窑径向可移动的设于竖窑内，保护管的另一端用于设在竖窑外；温度传感器可拆卸的设于保护管内，温度传感器的检测探头用于设在保护管的一端，以检测保护管的一端所在位置的温度。本发明检测的温度场数据相比于通过窑壁处的温度场来获得窑内燃烧区温度场的方式，检测结果更准确。

摘要： 航空发动机燃气涡轮前后温度场是实现发动机性能和热端部件结构可靠性的设计重点，本发明提出了利用更容易测量的涡轮后温度场计算得到难以高温下测量的涡轮前温度场即是燃烧室出口温度场的方法，包括温度场的不均匀度、流道高度上的温度分布以及热点位置，从而解决高温下测量的涡轮前温度场的测量问题，为航空发动机性能和热端部件的设计提供了新的方法和思路。

摘要： 本申请提供了一种基于实测焊接温度场并结合有限元的温度场分析方法，包括：在焊件表面设置温度检测点；将每个温度检测点的实际温度场整理成编号和时间的形式；在有限元分析软件中建立与焊件相同的焊件模型，同时将焊件模型的热力学材料参数定义为温度的形式；并利用有限元分析元件求解出焊件模型表面的模拟温度场；比较模拟温度场和实际温度场，如果在同一时刻两者的温差不超过预定值，则证明该模拟温度场有效；如果在同一时刻两者的温差大于预定值，则调整热源公式中的输出热效率，同时调整焊件模型的热力学材料参数，直到两者在同一时刻的温差不超过预定值。本申请的方法可以准确地模拟复杂焊接工艺以及复杂焊接构件的全过程温度场变化情况。

摘要： 本发明属于激光加工与焊接领域，具体涉及一种基于COMSOL温度模型模拟计算激光加工与焊接过程中温度场的普适性方法，其特征在于，包括如下步骤：1）使用COMSOL软件建立瞬态温度场模型；2）引入激光光源；3）建立所处理材料的几何体物理模型，并赋予模型相关物理化学属性；4）设置模型初始和边界热源条件；5）划分网格并计算。本发明通过在COMSOL有限元软件中加载自定义的高斯热源模型，利用COMSOL软件对聚合物/金属材料激光焊接温度场的分布进行数值模拟，得到焊接温度场图，预测焊件各点的温度，操作简单方便，大大缩减了实验时间和成本，对准确认识聚合物/金属材料激光焊接温度场的分布规律、控制焊接质量和使用性能提供理论指导和技术支持。

摘要： 叶片焊接温度场程控实时温度测量装置，涉及焊接程控测温领域。本发明是为了解决现有温度测量装置无法对整个焊接叶片温度场内的温度进行测量并且无法实施程控测温的问题。由于不同的红外线辐射强度对应不同的温度，因此本发明所述的叶片焊接温度场程控实时温度测量装置，利用红外图像采集系统对整个焊接叶片温度场内的红外线光波进行实时采集，然后通过控制系统对采集到的所有时刻的图像信息进行处理就能够得到叶片焊接温度场内所有点的温度和温度场内的平均温度，从而对整个焊接叶片的温度场进行实时程控测温。本发明所述的叶片焊接温度场程控实时温度测量装置适用于任意焊接程控测温领域。

摘要： 本发明涉及用于焊接过程的在线监测和质量控制的方法和系统，具体提供一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置与质量控制方法，属于焊接质量控制技术领域。包括：红外测温传感单元、上层控制单元、运动控制单元以及运动执行机构。本发明通过与焊缝方向垂直并呈直线分布的非接触式红外测温传感器实时测量相对焊枪固定点的温度，传送给上层控制单元进行处理分析得出焊接温度场并通过运动控制单元对焊枪的运动或焊接速度进行控制。本发明具有通用性好、独立性高、响应速度快等优点，能够对焊接温度场和焊接质量进行实时检测和控制，适应多种焊接工艺和焊缝类型。

摘要： 本实用新型涉及用于焊接过程的在线监测和质量控制的方法和系统，具体提供一种基于温度梯度传感的焊接温度场检测装置与质量控制方法，属于焊接质量控制技术领域。包括：红外测温传感单元、上层控制单元、运动控制单元以及运动执行机构。本实用新型通过与焊缝方向垂直并呈直线分布的非接触式红外测温传感器实时测量相对焊枪固定点的温度，传送给上层控制单元进行处理分析得出焊接温度场并通过运动控制单元对焊枪的运动或焊接速度进行控制。本实用新型具有通用性好、独立性高、响应速度快等优点，能够对焊接温度场和焊接质量进行实时检测和控制，适应多种焊接工艺和焊缝类型。