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本文通過以點帶面，分析“U”型搭接結(jié)構(gòu)的焊點優(yōu)化和實物對比，對于其他結(jié)構(gòu)的焊接變形的分析提出一個分析的流程和參考。通過采用Simufact仿真技術(shù)，對焊接變形進(jìn)行仿真和對策實施，在達(dá)成預(yù)期品質(zhì)的同時可大幅度減少工業(yè)化階段的調(diào)試周期和成本，對降低調(diào)試成本具有很好的參考意義。

一些結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。 以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結(jié)果與實際焊接變形結(jié)果對比。結(jié)構(gòu)分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。

一些結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。 以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結(jié)果與實際焊接變形結(jié)果對比。結(jié)構(gòu)分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。

通過焊接仿真分析，可以實時的獲取焊接過程中的變形結(jié)果，并可以根據(jù)每道焊縫的焊接變形、應(yīng)力等的結(jié)果來進(jìn)行實時分析，不僅數(shù)據(jù)的提取也變得更加方便，也給焊接工藝開發(fā)規(guī)劃提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐，更容易規(guī)劃出合理的焊接順序、焊接裝夾位置等焊接工藝參數(shù)。

——科研到工程：Abaqus Goldak 雙橢球 + FROM FILE 實現(xiàn)可復(fù)現(xiàn)實驗結(jié)果（含 Goldak 熱源 DFLUX ）適用人群：做焊接/鍵合殘余應(yīng)力/變形預(yù)測、增材制造熱-力場分析的工程師與研究生代碼環(huán)境：Abaqus/CAE 2019（Python 2.7），Abaqus/Standard（DFLUX Fortran 子程序）本文提供 兩個腳本（Abaqus/CAE

Q355D屬于低合金鋼，焊接性良好，因此，臂體焊接無需此步驟。施焊時采用的焊接規(guī)范參數(shù)如表1所示。支撐臂施焊過程如圖2所示。1.3 變形測量焊接24 h后測量支撐臂的變形，挑選3個易變形點進(jìn)行開檔尺寸的測量[5]，如圖3所示。表1 焊接規(guī)范參數(shù)根據(jù)圖3的測量結(jié)果可以看出，焊接后支撐臂的C處變形量最大，A處變形量小。

4 結(jié)束語本文以某多層堆疊模塊為對象，討論了模塊各層選材、裝配中的焊接順序選擇對模塊殘余應(yīng)力和焊接變形的影響。從文中分析結(jié)果可以看出，焊接順序的選擇對各層殘余應(yīng)力和焊接變形的影響不大，因此在實際工程應(yīng)用中可選用焊接工藝要求較低的焊接方案。各層材料熱膨脹系數(shù)和剛度與模塊的殘余應(yīng)力、焊接變形存在耦合關(guān)系。蓋板層熱膨脹系數(shù)大，模塊變形也大，但是HTCC層應(yīng)力小。

焊接過程中焊件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和焊接熱過程引起的焊件的形狀和尺寸變化。 焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。當(dāng)焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時，焊件中的這種應(yīng)力和變形稱為瞬態(tài)焊接應(yīng)力和變形；焊接溫度場消失后的應(yīng)力和變形稱為殘余焊接應(yīng)力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應(yīng)力在焊件內(nèi)部是平衡的。

真空電子束焊 熔深大熱影響區(qū)小，焊接變形量小接頭力學(xué)性能好 用于焊接尺寸較小的焊件 激光焊 焊接變形小，生產(chǎn)率高

最終解決了開裂的問題，并將焊接變形減少至可接受的公差范圍。 上述工作流程被應(yīng)用到擺臂和扭力梁兩種結(jié)構(gòu)上，可以明顯的和可持續(xù)的幫助用戶減少焊接殘余應(yīng)力、變形，最終成功的預(yù)防結(jié)構(gòu)開裂問題。

— 求解精度 —Simufact Welding如下圖所示的鋼結(jié)構(gòu)焊接仿真結(jié)果對比，仿真最大值為4.75mm，實際掃描的最大值為4.68mm，最大值僅相差0.07mm。而且仿真預(yù)測翹曲變形的區(qū)域，實際焊接時翹曲變形位置相對應(yīng)，Simufact Welding 變形趨勢和變形量上均與實際對應(yīng)。

鑄鐵焊接平臺，采用HT250-300高強度鑄鐵，材質(zhì)密度高、耐高溫性能好，能承受焊接時的高溫烘烤，不易變形、不開裂。同時，材質(zhì)韌性足，能抵御焊渣沖擊、工件碰撞，臺面不易出現(xiàn)凹陷、劃痕。反觀“差不多”的平臺，多用普通鑄鐵，高溫下容易變形，焊渣一砸就掉塊，用不了多久就成了“廢鐵”。 靠譜的二點：工藝嚴(yán)謹(jǐn)，精度穩(wěn)定不衰減。

一、焊接基準(zhǔn)平面：穩(wěn)定成型，降低返工率 焊接是機械制造中連接零部件的關(guān)鍵工序，高溫與振動易導(dǎo)致工件移位、變形，而鑄鐵平臺的平整工作面能從源頭解決這一問題。焊接前，通過夾具將焊件固定在平臺基準(zhǔn)面上，確保擺放平整、定點，避免焊接過程中出現(xiàn)偏移。

〈4〉線膨脹系數(shù)大，產(chǎn)生較大的焊接變形。 4.為什么焊接奧氏體不銹鋼要采取有效的工藝措施？ 答：一般工藝措施有： 〈1〉要依據(jù)母材的化學(xué)成分，嚴(yán)格選擇焊接材料。 〈2〉小電流.，快速焊接；小線能量， 減少熱輸入。 〈3〉細(xì)直徑焊絲、焊條，不擺動，多層多道焊。

利用數(shù)值模擬研究焊接應(yīng)力及變形問題，就要考慮到焊接過程中產(chǎn)生的溫度場和應(yīng)力差場，可以掌握應(yīng)力分布規(guī)律和焊接變形規(guī)律，從而合理的選擇焊接工藝，更好的控制殘余應(yīng)力和變形，以提高生產(chǎn)效率和焊接構(gòu)件的質(zhì)量。焊接模擬中存在的問題雖然有限元分析在經(jīng)過了多年的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，但是實際焊接構(gòu)件中，尤其是大型的焊接構(gòu)件中仍然存在很多問題。

Simufact Welding可以模擬多種焊接工藝過程Simufact Welding可以進(jìn)行變形量、應(yīng)力場及溫度場等信息的動態(tài)顯示，包括焊接過程中任意節(jié)點的溫度、變形、變形分量、熱應(yīng)力、應(yīng)力分量等結(jié)果。

鋁及鋁合金在焊接中特別容易產(chǎn)生比重大、熔點高的氧化膜，這種氧化膜還能吸附大量的水分，因此在焊接中容易產(chǎn)生夾渣，熔合不好和氣孔等缺陷，此外鋁合金還容易產(chǎn)生熱裂紋。焊接鋁及鋁合金可以采用氣焊或手弧焊。但氣焊熱量不集中，鋁傳熱很快，所以生產(chǎn)效率低，工件變形大，除薄板外很少采用。目前大量采用交流氬弧焊的方法來焊接鋁及鋁合金，因為它熱量集中，焊縫美觀，變形小，有氬氣保護(hù)，能防止夾渣和氣孔。

優(yōu)良的設(shè)計準(zhǔn)則這部分，闡述了設(shè)計焊縫時要考慮的關(guān)鍵因素；針對控制焊接變形問題，介紹了產(chǎn)生變形的原因和對焊接變形的實際矯正。在其他的設(shè)計問題中，討論了角接接頭的尺寸以及如何避免產(chǎn)生斷裂；簡易設(shè)計概念主要介紹了一些常見的焊接應(yīng)用實例；先進(jìn)設(shè)計概念討論了焊縫的彈性匹配問題和焊接接頭放置問題。

、物理和冶金過程中的性能變化過程和結(jié)果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應(yīng)力場、變形場、硬度等信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應(yīng)力集中等問題。