雙向預(yù)置應(yīng)力控制焊接變形及防止熱裂紋研究.pdf

1、焊接變形大和熱裂敏感性高是鋁合金薄板結(jié)構(gòu)焊接加工中存在的較為嚴重的問題?；诤附幼冃魏蜔崃鸭y的產(chǎn)生都與焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變演變密切相關(guān)，本文從力學(xué)角度出發(fā)，首次提出雙向預(yù)置應(yīng)力控制焊接變形和防止熱裂紋新工藝，同時解決了焊接變形和熱裂紋問題。預(yù)置縱向拉應(yīng)力控制焊接變形和降低焊接殘余應(yīng)力，與此同時預(yù)置橫向壓應(yīng)力抵消焊縫金屬固有的凝固收縮時受到的拉應(yīng)變以及預(yù)置縱向拉應(yīng)力對焊縫金屬造成的額外拉應(yīng)變，從而起到防止熱裂紋的作用。
　　采用有限

2、元數(shù)值模擬和工藝試驗相結(jié)合的研究方法，首先模擬了雙向預(yù)置應(yīng)力下的靜力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變場，然后模擬了雙向預(yù)置應(yīng)力作用下焊接過程中的應(yīng)力演變過程和焊后殘余應(yīng)力。模擬結(jié)果表明了雙向預(yù)置應(yīng)力控制焊接變形和防止熱裂紋工藝的可行性，研究了預(yù)置縱向拉應(yīng)力和橫向壓應(yīng)力這兩個重要參數(shù)對其作用效果的影響以及交互作用，初步揭示了其作用機理，并為工藝試驗中制定合理的工藝參數(shù)提供指導(dǎo)。自主設(shè)計制造了雙向預(yù)置應(yīng)力焊接機構(gòu)，在此基礎(chǔ)上針對尺寸為300mm×200mm×2m

3、m的LY12CZ鋁合金進行了雙向預(yù)置應(yīng)力焊接工藝試驗。試驗結(jié)果表明：預(yù)置橫向壓應(yīng)力保持0.2σs不變時，隨著預(yù)置縱向拉應(yīng)力的增加，焊接撓曲變形量越來越小，從常規(guī)焊時的最大撓曲變形量的13mm下降到預(yù)置縱向拉應(yīng)力為0.7σs時的2mm，同時焊接殘余應(yīng)力峰值從常規(guī)焊時的213.4MPa下降到41.6MPa；隨著預(yù)置縱向拉應(yīng)力的增加焊接熱裂紋的傾向有增大的趨勢，施加橫向壓應(yīng)力能很好的解決預(yù)拉伸控制焊接變形中出現(xiàn)的熱裂紋問題，在施加0.5σs預(yù)