薄板焊接变形控制技术的研究

发布时间：2017-03-29 11:01

  本文关键词：薄板焊接变形控制技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汽车起重机吊臂是汽车起重机的关键部件,汽车起重机的质量和工作性能直接和吊臂的质量相关。汽车起重机的吊臂是两薄板折弯件进行对接焊加工而成的典型的薄壁筒状结构,接后会产生内凹、旁弯变形,这极大的影响了大臂的使用性能。本项目采用双面MAG电弧焊,比较了双面电弧焊、脉冲双面电弧焊、辅助振动技术三种焊接工艺对焊接变形影响,实验表明薄板对接双面焊焊接变形主要表现为纵向挠曲变形,角变形较小;电弧间距对纵向挠曲变形影响较大,80mm时纵向挠曲变形最小;脉冲双面电弧焊和辅助振动技术对控制焊后纵向挠曲变形有着良好的效果;提出采用脉冲双面电弧焊、辅助振动和刚性固定相结合控制薄板焊接变形。针对双面电弧焊焊接过程,选用ABAQUS有限元程序进行了热-弹塑性有限元分析。通过热影响区焊接热循环曲线、焊后残余应力分布的模拟值均能够较好的符合实验结果,证明了双面焊有限元模型有效的反映了双面焊焊接过程。模拟结果的焊接纵向挠曲变形随电弧间距的变化关系和试验结果也较为一致。提出了两侧焊缝中心纵向残余应变差值平均值的概念来反映先后两侧焊缝的纵向塑性应变分布。通过试验焊后变形和纵向塑性应变的分布与电弧间距的关系得出了焊缝区域纵向塑性应变是引起焊后挠曲变形的主要因素,从而论证了电弧间距和焊接纵向挠曲变形的关系。
【关键词】：焊接变形 双面焊 辅助振动技术 薄板 电弧间距 纵向塑性应变
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG404;TH213.6
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-30
• 1.1 选题背景和意义14-16
• 1.2 焊接残余应力和变形16-20
• 1.2.1 焊接残余应力16-18
• 1.2.2 焊接变形18-20
• 1.3 焊接变形的控制方法20-28
• 1.3.1 退火法20-21
• 1.3.3 刚性固定法21
• 1.3.4 预应力法21-22
• 1.3.5 反变形法22
• 1.3.6 振动焊接22-23
• 1.3.7 双面焊技术23-27
• 1.3.8 脉冲电弧焊27-28
• 1.4 本文研究内容28-30
• 第二章 双面电弧焊过程的数值模拟30-49
• 2.1 热分析有限元方法基本理论30-35
• 2.1.1 热传递的基本方式30-31
• 2.1.2 焊接热过程热传导问题控制方程31
• 2.1.3 边界条件31-32
• 2.1.4 热源模型32-35
• 2.1.5 焊接温度场模拟的关键点35
• 2.2 热弹塑性的有限元方法基本理论35-38
• 2.3 有限元模型38-42
• 2.3.0 有限元分析软件38-39
• 2.3.1 几何模型的建立39
• 2.3.2 材料的热物理及力学性能参数39-40
• 2.3.3 热源模型的建立40-41
• 2.3.4 力学模型的建立41-42
• 2.4 焊接数值模拟计算结果42-48
• 2.4.1 热模拟结果42-45
• 2.4.2 力学模拟结果45-48
• 2.5 本章小节48-49
• 第三章 薄板对接双面焊试验49-62
• 3.1 双面焊技术49-50
• 3.2 焊接试验50-53
• 3.3 试验结果53-61
• 3.3.1 纵向挠曲变形的测量53-55
• 3.3.2 焊接热循环曲线的测定55-56
• 3.3.3 焊缝成型分析56-57
• 3.3.4 焊后残余应力测量57-61
• 3.4 本章小结61-62
• 第四章 焊接变形的影响因素及控制62-75
• 4.1 焊接残余应力、焊接变形62-64
• 4.1.1 残余应力和变形62-63
• 4.1.2 焊接过程热应力的演化过程63-64
• 4.1.3 焊接变形64
• 4.2 脉冲对双面焊变形的影响64-67
• 4.3 辅助振动技术对焊接变形的影响67-69
• 4.4 电弧间距对双面焊变形的影响69-70
• 4.5 双面焊工艺参数对焊接变形的影响机理讨论70-74
• 4.6 本章小结74-75
• 第五章 全文总结75-76
• 参考文献76-82
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文82-83
• 致谢83

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本文编号：274295