铝母线焊接论文研究

提要 在焊接过程中，热源沿焊件移动时，焊件上某点温度随时间变化的过程称为焊接热循环，它是描述焊接过程中热源对母材金属的热作用。焊缝及近缝区金属组织的变化和应力的产生取决于母材金属的化学成分和焊接过程中的热循环特点。 表明焊接热循环的参数主要有加热速度、加热峰值温度、相变温度以上停留时间及冷却速度，这些因素都会影响焊后组织和性能。因此，焊接热循环的测试与分析计算具有重要的实际意义，是分析焊接接头组织性能变化及焊接缺陷生成机理的有效途径，并可通过改进焊接工艺，改善热循环过程，以达到提高焊接质量的目的。 如果焊接热循环能够实现计算机模拟仿真，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文从这一点出发，在总结前人的工作基础上，通过具体的试验并结合数值计算的方法，在对焊接过程产生的温度场进行了二维和三维模拟仿真研究的基础上，提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、焊接热循环的模拟仿真分析方法，并针对Q235平板堆焊问题和16MnR钢焊接进行了实例计算，计算结果与试验值基本吻合。最后在模拟仿真基础上，结合焊接CCT图进行了组织预测分析。 关键词：焊接热循环 温度场 有限元 ANSYS 仿真 目录 提要I Abstract II 目录III 第一章 序 言 1 课题意义 1 本课题的国内外动态 3 数值模拟仿真技术在焊接中的应用 3 焊接热分析的研究进展 6 存在的一些问题 7 目前研究的焦点和方向 8 本论文的主要工作 10 第二章 有限元法与有限元软件 11 2. 1 有限元法 11 有限元法的发展历史 12 有限元方法介绍 12 典型分析步骤 13 通用有限元分析软件 15 有限元软件ANSYS介绍 18 ANSYS的功能 19 ANSYS的特点 19 软件的结构 20 第三章 焊接过程有限元理论 23 焊接过程有限元分析的特点 23 焊接有限元模型的简化 24 焊接温度场的分析理论 26 焊接传热的基本形式 26 转自：毕业论文网

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1、埋弧自动焊a、 板厚12mm以下刨直边。b、板厚≥12mm，开Y型坡口。C、最低留根7mm。（具体见CBT/B3190-1997）2、CO2焊接a、CO2单面焊为V型坡口，板缝间隙6 （5～8mm）b、CO2单面焊主要用于10mm以上对接缝。C、板厚10mm以下的对接缝开V型坡口不留间隙，可开Y型坡口。d、板厚10mm以下凡加工的可以开Y型坡口，船台、总组时开V型坡口。b、 CO2单面焊坡口角度40°。c、 CO2双面焊坡口角度60°。3、手工焊条焊，坡口角度为60°。八、船用常见钢材1、一般船体结构钢A、B、D、E级是根据钢材冲击温度来区分的，各等级钢的冲击值均相同，不是根据强度等级区分的。 A级钢是在常温下（20℃）所受的冲击力。 B级钢是在0℃下所受的冲击力。 D级钢是在－20℃下所受的冲击力。 E级钢是在－40℃下所受的冲击力。高强度船体结构钢又可分为AH32 DH32 EH32 AH36 DH36 EH362、高强度船体结构钢钢预热要求：凡是AH、DH、EH板厚大于30mm的角、对接缝，焊前预热到120～150℃。3、板厚≤30mm，环境温度在5℃以下，预热到75℃；环境温度在0℃以下，预热到75～100℃。3、TMCP钢（日本产），焊前可不预热。六、 高效焊接1、单位截面内使用的电流强度。2、单位时间内所得的熔敷金属量3、单位时间内所消耗的焊接材料量。十、各种高效焊接方法及应用部位1、 手工高效焊接a、 向下焊用于构架立角焊，由上向下进行焊接，采用专用的向下焊条，由下向上焊，一根焊条焊150～200mm。b、 重力焊用于构架平角焊长焊缝。c、 铁粉焊条焊（药皮内含有15～30％铁粉，用于全位置焊接；30％以上铁粉，用于不开坡口的平角焊）d、 注意事项 *机座区域范围内构架不能用向下焊。 *水密焊缝不能用向下焊。 *凡是用向下焊的焊缝，两端100mm必须采用向上焊。 *补板不能用向下焊。2、 CO2气体保护焊a 、CO2半自动焊（用于拼板、构架、全位置焊）b、 CO2自动焊（用于构架平角焊）c、CO2单面焊（用于全位置拼板焊接）d、气电垂直自动焊（用于大于45度的垂直对接缝）e、双丝单熔池CO2自动角焊（用于流水线纵骨焊） 3、埋弧自动焊a、 单丝埋弧自动焊（拼板焊接）b、 多丝埋弧自动焊（拼板、对焊缝焊接）c、 FCB法（焊剂铜垫单面埋弧自动焊）用于平面分段流水线拼板焊接d、 RF法（焊剂垫单面埋弧自动焊）e、 FAB法（纤维砖衬单面埋弧自动焊）注意事项：*单面埋弧自动焊缺点：终端裂缝。解决方法：弹性息弧板和定位焊位置。十一、船体变形控制a、 热效收缩控制（补偿量），纵向不放，横向1mm/m(板厚30mm以上另计)。b、 刚性固定控制（分段胎架反面）c、 反变形控制（分段两侧放低），按分段宽的千分之一计算。d、 船台合拢不放余量，（依靠分段自身重量间隙收缩）十二、影响焊接变形的因素1、焊接坡口型式，角度越大，焊接变形越大。但坡口角度越小，虽然变形小，但由于焊缝结晶方向的变化，影响焊缝力学性能。2、板材厚度，板越厚，变形越小。3、焊接规范，热输入量（线能量） ,A表示电流；上面的v表示电压；下面的U表示速度。手工焊（线能量）最大，变形最大。CO2焊线能量最小，变形最小。CO2焊层数，每层不能超过6mm。*拼板：先焊纵焊缝，后焊端焊缝。4、焊接方法: CO2焊最小，埋弧自动焊居中，手工焊最大。5、焊接人员分布：以分段为中心，向四周扩散，对称安排。6、焊接顺序a、 角焊缝：先焊非定位焊面。b、 长角焊峰：①分中焊法 ②采用逐步推焊法c、立角焊：先焊上部1/3，然后焊下面的2/3。d、板架焊接：先焊拼板接缝，后焊立角焊缝，再焊平角焊缝。e、分段构架两端300mm不焊，构架两端300mm处预留到总组或船台上焊接。

可以采用药剂自蔓延焊接，不停电不降压，不受磁场影响，焊接融合率95%以上，压降低于5MV，136186三九二九九