薄板焊接變形控制技術(shù)的研究
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【摘要】:汽車起重機(jī)吊臂是汽車起重機(jī)的關(guān)鍵部件,汽車起重機(jī)的質(zhì)量和工作性能直接和吊臂的質(zhì)量相關(guān)。汽車起重機(jī)的吊臂是兩薄板折彎件進(jìn)行對接焊加工而成的典型的薄壁筒狀結(jié)構(gòu),接后會產(chǎn)生內(nèi)凹、旁彎變形,這極大的影響了大臂的使用性能。本項目采用雙面MAG電弧焊,比較了雙面電弧焊、脈沖雙面電弧焊、輔助振動技術(shù)三種焊接工藝對焊接變形影響,實驗表明薄板對接雙面焊焊接變形主要表現(xiàn)為縱向撓曲變形,角變形較小;電弧間距對縱向撓曲變形影響較大,80mm時縱向撓曲變形最小;脈沖雙面電弧焊和輔助振動技術(shù)對控制焊后縱向撓曲變形有著良好的效果;提出采用脈沖雙面電弧焊、輔助振動和剛性固定相結(jié)合控制薄板焊接變形。針對雙面電弧焊焊接過程,選用ABAQUS有限元程序進(jìn)行了熱-彈塑性有限元分析。通過熱影響區(qū)焊接熱循環(huán)曲線、焊后殘余應(yīng)力分布的模擬值均能夠較好的符合實驗結(jié)果,證明了雙面焊有限元模型有效的反映了雙面焊焊接過程。模擬結(jié)果的焊接縱向撓曲變形隨電弧間距的變化關(guān)系和試驗結(jié)果也較為一致。提出了兩側(cè)焊縫中心縱向殘余應(yīng)變差值平均值的概念來反映先后兩側(cè)焊縫的縱向塑性應(yīng)變分布。通過試驗焊后變形和縱向塑性應(yīng)變的分布與電弧間距的關(guān)系得出了焊縫區(qū)域縱向塑性應(yīng)變是引起焊后撓曲變形的主要因素,從而論證了電弧間距和焊接縱向撓曲變形的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】:焊接變形 雙面焊 輔助振動技術(shù) 薄板 電弧間距 縱向塑性應(yīng)變
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TG404;TH213.6
【目錄】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-14
- 第一章 緒論14-30
- 1.1 選題背景和意義14-16
- 1.2 焊接殘余應(yīng)力和變形16-20
- 1.2.1 焊接殘余應(yīng)力16-18
- 1.2.2 焊接變形18-20
- 1.3 焊接變形的控制方法20-28
- 1.3.1 退火法20-21
- 1.3.3 剛性固定法21
- 1.3.4 預(yù)應(yīng)力法21-22
- 1.3.5 反變形法22
- 1.3.6 振動焊接22-23
- 1.3.7 雙面焊技術(shù)23-27
- 1.3.8 脈沖電弧焊27-28
- 1.4 本文研究內(nèi)容28-30
- 第二章 雙面電弧焊過程的數(shù)值模擬30-49
- 2.1 熱分析有限元方法基本理論30-35
- 2.1.1 熱傳遞的基本方式30-31
- 2.1.2 焊接熱過程熱傳導(dǎo)問題控制方程31
- 2.1.3 邊界條件31-32
- 2.1.4 熱源模型32-35
- 2.1.5 焊接溫度場模擬的關(guān)鍵點35
- 2.2 熱彈塑性的有限元方法基本理論35-38
- 2.3 有限元模型38-42
- 2.3.0 有限元分析軟件38-39
- 2.3.1 幾何模型的建立39
- 2.3.2 材料的熱物理及力學(xué)性能參數(shù)39-40
- 2.3.3 熱源模型的建立40-41
- 2.3.4 力學(xué)模型的建立41-42
- 2.4 焊接數(shù)值模擬計算結(jié)果42-48
- 2.4.1 熱模擬結(jié)果42-45
- 2.4.2 力學(xué)模擬結(jié)果45-48
- 2.5 本章小節(jié)48-49
- 第三章 薄板對接雙面焊試驗49-62
- 3.1 雙面焊技術(shù)49-50
- 3.2 焊接試驗50-53
- 3.3 試驗結(jié)果53-61
- 3.3.1 縱向撓曲變形的測量53-55
- 3.3.2 焊接熱循環(huán)曲線的測定55-56
- 3.3.3 焊縫成型分析56-57
- 3.3.4 焊后殘余應(yīng)力測量57-61
- 3.4 本章小結(jié)61-62
- 第四章 焊接變形的影響因素及控制62-75
- 4.1 焊接殘余應(yīng)力、焊接變形62-64
- 4.1.1 殘余應(yīng)力和變形62-63
- 4.1.2 焊接過程熱應(yīng)力的演化過程63-64
- 4.1.3 焊接變形64
- 4.2 脈沖對雙面焊變形的影響64-67
- 4.3 輔助振動技術(shù)對焊接變形的影響67-69
- 4.4 電弧間距對雙面焊變形的影響69-70
- 4.5 雙面焊工藝參數(shù)對焊接變形的影響機(jī)理討論70-74
- 4.6 本章小結(jié)74-75
- 第五章 全文總結(jié)75-76
- 參考文獻(xiàn)76-82
- 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文82-83
- 致謝83
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3 代s
本文編號:274295
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