雙向預置應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構焊接加工中存在的較為嚴重的問題。基于焊接變形和熱裂紋的產(chǎn)生都與焊接過程中的應力應變演變密切相關，本文從力學角度出發(fā)，首次提出雙向預置應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。預置縱向拉應力控制焊接變形和降低焊接殘余應力，與此同時預置橫向壓應力抵消焊縫金屬固有的凝固收縮時受到的拉應變以及預置縱向拉應力對焊縫金屬造成的額外拉應變，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合的研究方法，首先模擬了雙向預置應力下的靜力學應力應變場，然后模擬了雙向預置應力作用下焊接過程中的應力演變過程和焊后殘余應力。模擬結果表明了雙向預置應力控制焊接變形和防止熱裂紋工藝的可行性，研究了預置縱向拉應力和橫向壓應力這兩個重要參數(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。自主設計制造了雙向預置應力焊接機構，在此基礎上針對尺寸為300mm×200mm×2m

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