基于COMSOL模拟的T形接头对接电阻焊与双面焊的比较
电阻焊接机与其他焊接方式的比较分析
电阻焊接机与其他焊接方式的比较分析导言：焊接是现代制造工业中常见的连接方式之一，它在各个领域都发挥着重要的作用。
电阻焊接机作为一种常见的焊接工具，被广泛应用于金属零件的连接。
本文将对电阻焊接机与其他常用的焊接方式进行比较分析，以便更好地理解其优势与劣势。
1. 电阻焊接机简介电阻焊接机是一种利用电流通过焊接电极产生的热量，实现金属零件连接的焊接方式。
其工作原理基于欧姆定律和焊接材料的电阻特性。
电阻焊接机的主要组成部分包括电源、焊接电极、焊接头和焊接控制系统。
它能够在非常短的时间内完成焊接操作，具有高效、稳定的特点。
2. 电阻焊接机与其他焊接方式的比较2.1 电弧焊接电弧焊接是一种利用电弧产生高温熔化金属并连接金属的焊接方式。
与电阻焊接机相比，电弧焊接的主要优势在于能够焊接更大尺寸的金属零件和更多类型的材料。
然而，电弧焊接需要的能量较高，操作相对较为复杂，且存在较大的安全风险。
2.2 点焊接点焊接是使用电流通过焊接头将两个金属片连接在一起的焊接方式。
与电阻焊接机相比，点焊接适用于薄金属板的连接，速度较快且自动化程度较高。
然而，点焊接的焊接强度较低，往往需要重复进行以增加连接的可靠性。
2.3 熔化焊接熔化焊接包括气焊、电弧焊和等离子焊等方式，这些方法都是通过将金属材料部分或全部熔化并连结在一起的焊接方式。
与电阻焊接机相比，熔化焊接适用于焊接较复杂的工件形状，且焊接强度较高。
但是，熔化焊接需要较长的冷却时间，并且对操作者的要求较高。
2.4 激光焊接激光焊接是利用激光束将金属材料熔化并连接在一起的焊接方式。
与电阻焊接机相比，激光焊接具有焊接速度快、热影响区小的优势，适用于焊接较小尺寸的工件。
但是，激光焊接设备成本较高，对环境要求较高，并且需要精确的对焊接位置进行控制。
3. 电阻焊接机的应用范围电阻焊接机作为一种常见的焊接方式，被广泛应用于多个领域。
其应用范围包括汽车制造、电子制造、家电制造、航空航天等行业。
焊接电阻焊分析
3. 点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊
点焊工艺：
①焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。 常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝 刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。 ②工艺参数及选择： 电流（KA）
通电时间（周） ：对塑性指标影响较大
电极压力（KN）
预热的作用： ①减小焊机需用功率；②降低焊后冷却速度；③缩短 闪光时间。 但预热又延长了焊接周期、降低生产效率，同时使焊接过程更复杂， 而且预热的控制比较困难。
闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属通过闪光被排 出，对接头起到清理作用；形成的气氛对接头产生一定的保护作用，有 利于提高焊接质量。
（3）不锈钢
导电、导热率低，高温强度大。必须采用较高的电极 压力，通常采用较短的焊接时间、强有力的内部和外部水 冷却，并且要准确地控制加热时间和焊接电流，以防止热 影响区晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。 马氏体不锈钢由于有淬火倾向，点焊时要求采用较长 的焊接时间。为消除淬硬组织，最好采用焊后回火的双脉 冲点焊。点焊时一般不采用电极的外部水冷却，以免因淬 火而产生裂纹。
1）点距最小值主要是考虑分流影响。 （1）点距小时，接头会因分流而影响其强度；大的点距 又会限制可安排的点焊数量。因此，必须兼顾点距和焊点数 量，才能获得最大的接头强度。 （2）多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。 （3）采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。 （4）如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控 制手段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各 工件的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。
冷却结晶：压力维持
凸点接头和凸点设计
凸焊接头设计
凸焊搭接接头的设计与点焊相似。但通常凸焊接头的搭 接量比点焊的小，凸点间的间距没有严格限制。
T型接头焊接温度场与应力场的数值模拟
T型接头焊接温度场与应力场的数值模拟引言T型接头是一种常见的焊接结构，在工程领域有广泛的应用。
在焊接过程中，温度场和应力场的分布对于焊接接头的质量和性能起着重要作用。
因此，探究T型接头焊接过程中的温度场和应力场分布，在改进焊接工艺和优化接头设计方面具有重要意义。
本文接受有限元数值模拟方法，对T型接头焊接过程中的温度场和应力场进行了分析和模拟。
通过探究接头的材料特性、焊接参数和接头几何外形对温度场和应力场的影响，揭示了焊接过程中的关键问题和挑战。
1. 模型建立与材料特性分析起首，依据实际焊接接头的几何外形和尺寸，建立了T型接头的三维有限元模型。
接头材料的热物性参数、热传导系数和热膨胀系数等材料特性也在模型中思量。
通过对材料特性的分析，可以确定模型中的参数，为后续的数值模拟提供准确的输入条件。
2. 温度场模拟与分析在焊接过程中，热源会加热接头，导致温度提高。
为了理解焊接过程中温度场分布的规律，我们使用了热传导方程来模拟接头的温度场。
依据热传导方程的边界条件和初值条件，可以求解得到接头在不同时间点的温度分布状况。
通过数值模拟，我们得到了焊接过程中温度场的分布曲线。
可以发现，在焊接开始时，温度场的分布不匀称，呈现出高温区和低温区。
随着焊接时间的增加，高温区逐渐扩散并向焊缝两侧挪动，直到逐渐平稳。
这个温度分布的过程对于焊接接头的质量起着至关重要的作用。
3. 应力场模拟与分析焊接过程中的热应力和残余应力是导致接头变形和开裂的主要原因之一。
因此，探究焊接过程中的应力场分布对于理解接头的力学行为和猜测接头的寿命具有重要意义。
我们接受了热弹性力学理论来模拟焊接过程中的应力场。
依据焊接过程中的温度分布和材料的热力学参数，可以计算得到焊接接头中应力场的分布状况。
通过数值模拟，我们发现焊接过程中的应力场分布与温度场的分布有密切干系。
焊接接头在局部区域产生了较大的应力集中，同时沿着焊缝的方向形成了应力梯度。
这些应力分布特征对于焊接接头的破裂和变形具有重要的影响。
sw simulation 两块钢板焊接接触方式
sw simulation 两块钢板焊接接触方式钢板的焊接接触方式涉及到焊接接头的形式和接触面的准备。
在钢板焊接中，接触方式主要包括对接焊、角焊、对接角焊、角对接焊和T型焊接等。
1. 对接焊接对接焊接是将两块钢板的边缘完全相贴，并通过熔化金属填充物填满接缝，然后冷却凝固形成焊缝。
对接焊接适用于连接边异型截面较复杂的钢板。
2. 角焊接角焊接是将两块钢板以一定的角度相交焊接，形成一条焊缝。
角焊接适用于连接两块板材在一个相对固定的角度下的连接。
3. 对接角焊对接角焊是将两块相交的钢板焊接成一条对角线，形成一个直角。
对接角焊适用于需要在一个固定角度上进行连接的应用情况。
4. 角对接焊角对接焊是将两块相交的钢板的直角边连接在一起，形成一条焊缝。
角对接焊适用于需要在直角连接侧进行连接的应用情况。
5. T型焊接T型焊接是将一块板材与另一块板材的侧面进行连接，形成一个T字形的连接方式。
T型焊接适用于需要在一个面上连接另一个面的应用情况。
在进行钢板焊接接触方式之前，需要进行接触面的准备。
首先，必须保证接触面的干净和净度，并进行除锈和去污处理。
这可以通过机械除锈、化学除锈、喷砂处理等方式来实现。
其次，对于较高要求的焊接接头，还可以使用预处理方法，如背面倒角、角焊缝尖角处理、角焊缝加强等，以提高接头的强度和焊接质量。
在实际应用中，还需要根据具体情况选择合适的焊接方式和方法。
这要考虑到焊接接头的结构、应力、载荷和材料特性等因素。
此外，还需要根据焊接接头的使用环境和要求来选择合适的焊接材料和焊接工艺，以确保焊缝的质量和性能。
总之，钢板的焊接接触方式包括对接焊、角焊、对接角焊、角对接焊和T型焊接等。
在进行这些焊接前，需要对接触面进行准备处理，以保证焊接接头的质量和性能。
选择合适的焊接方式和方法需要考虑焊接接头的结构、应力、载荷和材料特性等因素，并根据使用环境和要求选择合适的焊接材料和焊接工艺。
电阻焊 二次焊接
电阻焊二次焊接
电阻焊的二次焊接是指在首次电阻焊接后，对焊接接头进行再次焊接的过程。
二次焊接通常用于提高焊接接头的质量、强度和可靠性。
进行二次焊接的原因可能有以下几点：
1. 首次焊接不理想：如果首次电阻焊接的接头质量不满足要求，例如存在缺陷、焊缝不完整或强度不足等，二次焊接可以提供机会进行修复和改进。
2. 增强焊接强度：通过二次焊接，可以增加焊接接头的强度和耐久性。
额外的焊接热量和熔合可以进一步改善金属的结合，提高接头的承载能力。
3. 提高密封性：在某些应用中，如管道连接或容器密封，二次焊接可以提高焊接接头的密封性，确保无泄漏。
在进行二次焊接时，需要注意以下几点：
1. 清洁和准备：确保焊接区域干净，去除任何污垢、油脂或氧化物，以获得良好的焊接效果。
2. 控制焊接参数：根据材料和焊接要求，调整焊接电流、时间和压力等参数，以确保二次焊接的质量。
3. 检查焊接质量：在二次焊接后，进行外观检查和非破坏性测试，以确保焊接接头的质量符合要求。
不同焊接速度下T形接头焊接温度场模拟分析
不同焊接速度下T形接头焊接温度场的模拟分析摘要焊接速度是焊接的重要参数，同一种焊接方法下，不同的焊接速度会影响温度场的分布。
通过有限元软件ansys建立了t形接头热分析模型，考虑了材料物理性能随温度和相变的影响，焊接热源采用内部热生成的方法模拟，焊接过程用生死单元模拟。
得到并比较了不同速度下的t形接头焊接温度场的焊接温度场。
关键词焊接；数值模拟；单元生死；温度场中图分类号tg45 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）87-0064-03在焊接中，焊接热传导和热输入对冶金过程、应力应变等都有非常重要的影响。
焊接是快速的局部加热到高温与快速的冷却的过程。
焊接过程中的温度和材料热物理性能参数会随时间剧烈变化。
焊接温度场是典型的移动热源的模拟分析。
1 模型的建立1.1 有限元模型焊接过程的热传导是一个复杂的非线性问题，焊接温度场的模拟属于瞬态非线性热分析，材料为spv 490q，选用solid70单元。
焊件尺寸为：底板为100 mm×100 mm×8 mm；壁板为100 mm×100 mm×20 mm。
取焊接方向的单元网格长度为0.5 mm。
模型忽略熔池流体的流动作用。
热物理性能参数随温度变化而变化。
1.2 焊缝热源通过单元的内部生热方式模拟焊缝的热源，载荷的施加通过生热率实现，通过生死单元的计算来模拟焊缝。
利用ansys的apdl 语言编写的程序来模拟移动的热源，通过循环语句来实现热源的移动。
把热输入量换算成在单位体积、单位时间上的焊缝单元的热生成强度，设热效率为；电压为u（v）；电流为i（a）；每个焊缝单元的体积为v（m3）。
设焊接电流为150 a，电弧电压u为24 v，焊接效率取0.75. 环境温度设置为20 ℃。
采用tig焊。
2 温度场的计算与分析焊接温度场的直观描述对焊接工艺的改进有一定的帮助。
该焊接包括内外侧角焊缝的焊接。
图2.12图2.15依次为v=5mm/s.7.5mm/s时焊缝中心线（路径2）各点温度变化趋势。
T型接头双激光束同步焊接热源模型(修改后)
T型接头双激光束同步焊接热源模型占小红，陈洁，魏艳红，董志波，陈彦斌摘要：T型接头双激光束同步焊接技术已经广泛应用于飞机蒙皮与机翼的连接。
为了进一步研究这种焊接过程中热，力学行为，需要建立一个合理的热源模型。
这篇论文采用两种不同的表—体相结合的热源模型，即由高斯表热源模型和分别由圆锥体热源模型和高斯旋转体热源模型建立的。
并且研究两种不同模型的数值模拟实验结果。
这次研究探索了两种不同热源对T型接头双激光同步焊接产生的结果，而且，目前的研究对在这一领域的深入研究是非常有用的。
关键词:DLBSW(双激光同步焊接)；热源模型；模拟0引言飞机蒙皮与机翼的T型接头双激光同步焊接连接技术是一种新型焊接过程。
与传统的T型接头单面焊双面成形技术相比较，这种焊接技术避免了对蒙皮底部的损坏。
同时，与传统的铆接接头相比大大的减少了构件的重量。
所以，双激光同步焊接工艺被应用于航空制造业。
比如，这种工艺广泛应用于空中客车的产品像A318，A340和A380。
随着中国的大型飞机件制造的开始，关于飞机机身蒙皮与机翼的T型接头双激光同步焊接技术的研究就一直在发展之中。
但是，由于这种焊接技术的复杂性，人们对其具体的过程还没有彻底的弄明白，而且在我们国家，这种技术更希望被应用于生产大型飞机机身的小且薄的或大尺寸的控制面板的复杂焊接件。
还有很多其他原因，比如设备复杂，技术落后等等。
但是最重要的原因是缺少对材料的冶金学的方法和DLBSW焊接技术基本理论的研究。
在DLBSW焊接过程中，两激光束在桁架下形成一个复合熔池。
在这种条件下，熔池小孔的形状和冶金学行为都不同于一般的激光束焊接（LBW）。
因为激光焊是一种以温度升高极为复杂，不平稳为特点的焊接过程，因此，我们用传统的方法直接研究焊接熔池内部结构受到了极大地限制。
所以，有限元分析方法可以在某种程度上弥补了实验法的局限性。
图1 三板连接过程的比较从1973年Swift-Hook和Gic开始研究激光焊温度场到现在，激光焊温度场数值模拟已经有了三十多年的研究了。
激光_电阻复合焊接铝合金T型接头工艺及性能
第39卷第1期红外与激光工程2010年2月Vol.39No.1Infrared and Laser Engineering Feb.2010激光-电阻复合焊接铝合金T型接头工艺及性能张新戈，李俐群，陈彦宾，郭新建，雷正龙（哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150001）摘要：采用激光-电阻复合焊接方法进行铝合金T型接头焊接工艺试验，对激光-电阻复合焊接过程中的主要焊接工艺参数：滚轮电极形状、电流大小和激光功率对焊缝成形及接头性能的影响进行分析，并优化工艺参数以获得良好的焊缝成形和优质焊接接头。
试验结果表明：采用弧形端面滚轮电极，在合适的电流和激光功率参数条件下，激光蛳电阻复合焊接T型接头不仅可以降低接头搭接面的间隙，而且改善焊缝成形，增加搭接面的焊缝宽度，使T型接头的拉伸剪切载荷与单独激光焊接相比得到显著提高。
激光-电阻复合焊接有效改善了激光焊接存在的一些不足，拓展了激光焊接的工业应用范围。
关键词：激光-电阻复合焊接；铝合金；T型接头；工艺中图分类号：TG454文章标识码：A文章编号：1007-2276(2010)01-0138-05Process and mechanical properties of laser蛳resistance hybridwelding for aluminum alloy T蛳jointZHANG Xin蛳ge,LI Li蛳qun,CHEN Yan蛳bin,GUO Xin蛳jian,LEI Zheng蛳long (State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin150001,China)Abstract:The aluminum alloy T蛳joints were carried out by laser蛳resistance hybrid welding.The influences of main process parameters on welding characteristics and mechanical properties were investigated.During the laser蛳resistance hybrid welding of aluminum alloy T蛳joints,the main process parameters including shape of roller electrodes,electric current and laser power were analyzed and optimized to obtain good formation of weld seam and high蛳quality welding joint.The experimental results show that the gap at the lap surface of welded T蛳joint can be decreased and the formation of weld seam be modified with arc edge roller electrodes for laser蛳resistance hybrid welding of aluminum alloy T蛳joint, under the condition of optimized electric current and laser power.Furthermore,the weld width at the lap surface can be raised,consequently,the joint tensile shear load increased significantly compared with that of laser welding.The laser蛳resistance hybrid welding can effectively solve some of the limitations in laser welding,which is beneficial in expanding the laser welding application in industries.Key words:Laser蛳resistance hybrid welding;Aluminum alloy;T蛳joint;Process收稿日期：2009-04-10；修订日期：2009-06-20基金项目：“十一五”装备预研基金项目(51318050101)作者简介：张新戈(1981-)，河南邓州人，博士生，主要从事激光-电阻复合焊接工艺及机理研究。
基于COMSOL模拟的T形接头对接电阻焊与双面焊的比较
基于COMSOL 模拟的T 形接头对焊与双面焊的比较摘要：本文利用有限元法对高斯热源的移动焊接进行数值模拟，通过分析焊接过程中的数据图像，研究了对焊与双面焊（同向）两种焊接方法对T 形接头焊接结果的影响。
主要考虑了温度变化，应力变形，总位移等方面的区别。
关键词：T 形接头，应力变形，温度，数值模拟Comparison of T joint butt welding and double-sided weldingbased on COMSOL simulationAbstract ：In this paper, the finite element method is used to simulate the welding movement of Gauss heat source. By analyzing the data and images in the welding process, the influence of two welding methods of butt welding and double side welding (syntropy) on the welding results of T joints is studied. The difference in temperature, stress, deformation and total displacement is mainly considered. Key words ：T joint, stress and deformation, temperature, digital simulation1.数值模型及焊接条件 1.1焊件模型及热物理参数为了模拟T 形接头对焊与双面焊的差别，建立的焊件有限元三维模型及网格划分如图所示。
翼板尺寸（XYZ ）为200mm ×100mm ×10mm ，腹板尺寸为10mm ×100mm ×80mm 。
基于焊点强度模拟的点焊连接关系的研究
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其他 尺 寸如 图 １ 示 的试 样 ， 料 为 宝钢 的 Ｓ １ ， 所 材 Ｔ ４ ＳＩ Ｔ ４材 料 的 弹 性 模 量 为 ２ ０Ｇ ａ 泊 松 比 ０ 最 大 １ Ｐ ， ３， 屈 服 强 度 １７ＭＰ ， 大 抗 拉 强 度 ２ ９ ａ ６ ａ 最 ８ ＭＰ 。
电阻焊接技术
电阻焊接技术电阻焊接技术是一种常见的金属连接方法，它通过利用电阻加热的原理，将金属零件加热至熔点并通过压力使其连接。
本文将介绍电阻焊接技术的原理、应用领域以及其优缺点。
一、电阻焊接技术的原理电阻焊接技术利用电阻发热产生高温，使金属零件加热至熔点并通过压力使其连接。
其基本原理是：将两个待连接的金属零件放置于电极之间，通过通电使接触面发生电阻加热，达到熔化的温度后，通过施加压力将两个金属零件连接起来。
电阻焊接技术广泛应用于各个领域，特别是在汽车制造、电子设备制造、家电制造等行业中。
在汽车制造中，电阻焊接技术常用于车身焊接、车轮焊接等工艺环节。
在电子设备制造中，电阻焊接技术常用于电路板焊接。
在家电制造中，电阻焊接技术常用于电热器件的焊接。
三、电阻焊接技术的优点1. 焊接速度快：电阻焊接技术可以在短时间内将金属零件加热至熔点，焊接速度快，提高生产效率。
2. 焊接质量高：由于电阻焊接技术可以在瞬间完成焊接过程，焊接接头的强度高，焊缝均匀且密实。
3. 对金属材料适应性强：电阻焊接技术适用于各种金属材料的连接，包括铁、铜、铝等。
4. 对形状复杂的零件适应性好：电阻焊接技术可以灵活地适应各种形状复杂的零件的连接，无需额外的焊接设备。
四、电阻焊接技术的缺点1. 零件形状限制：电阻焊接技术对于形状较为复杂的零件连接存在一定的限制，无法适用于某些特殊形状的零件。
2. 对金属材料的要求高：电阻焊接技术对金属材料的要求较高，材料的熔点和电阻特性需要满足一定条件。
3. 对环境要求高：电阻焊接技术需要在专门的焊接设备中进行，对环境要求较高，需要保持良好的通风和安全措施。
总结起来，电阻焊接技术是一种常见的金属连接方法，具有焊接速度快、焊接质量高、对金属材料适应性强等优点，但也存在对零件形状的限制、对金属材料的要求较高以及对环境要求高等缺点。
在实际应用中，需要根据具体的焊接需求和材料特性选择合适的焊接方法，以确保焊接质量和生产效率的提高。
sw simulation 两块钢板焊接接触方式
sw simulation 两块钢板焊接接触方式
【原创实用版】
目录
1.焊接接触方式的概述
2.两块钢板焊接接触方式的选择
3.SW 模拟在焊接接触方式中的应用
4.结论
正文
一、焊接接触方式的概述
焊接接触方式是指在焊接过程中，焊接件的接触形式。
接触方式的合理选择可以提高焊接质量，保证焊接件的性能和使用寿命。
在实际应用中，焊接接触方式主要有对接焊接、角焊接、搭接焊接等。
二、两块钢板焊接接触方式的选择
在焊接两块钢板时，需要根据钢板的材质、厚度、结构形式和使用条件等因素选择合适的焊接接触方式。
常用的焊接接触方式有：
1.对接焊接：当两块钢板厚度相同或相差不大时，可采用对接焊接。
此方式结构简单，焊接质量容易保证。
2.角焊接：当两块钢板厚度不同或结构要求不同时，可采用角焊接。
此方式可以有效利用材料，降低成本。
3.搭接焊接：当钢板长度不足或施工条件限制时，可采用搭接焊接。
此方式可以延长钢板长度，但焊接质量较难保证。
三、SW 模拟在焊接接触方式中的应用
SW 模拟软件是一种模拟焊接过程的软件，可以模拟不同焊接接触方式下的焊接过程，预测焊接质量。
通过 SW 模拟，可以优选出最佳的焊接
接触方式，提高焊接质量。
四、结论
焊接接触方式的选择对焊接质量具有重要影响。
T型接头焊接温度场的有限元模拟
文章编号:1008-3812(2004)04-0041-03T 型接头焊接温度场的有限元模拟韩海玲赵 波李茂福(辽宁省交通高等专科学校,辽宁沈阳 110122) 摘 要 本文基于通用商业有限元软件ANSYS ,对T 型接头温度场进行模拟分析,从而得出了与经典理论相符合的结果。
关键词 焊接温度场有限元模拟分析中图分类号:TG 40 文献标识码:B1 问题的提出目前的计算机仿真主要集中在一些小的或简单的薄板结构,再者大型构件焊接过程的计算机仿真往往采用解析法、二维有限元模拟或需要与试验相结合进行数值模拟的方法,而对大型构件的三维有限元模拟论述较少。
本论文就对T 型接头的三维温度场进行模拟分析。
2 理论依据对于任何一种固体材料,假定其求解域V ∈R 3,则V 内任何一点的瞬态温度T (x ,y ,z ,t )应满足如下微分方程[1]:ρc 5T 5t =55x (λ5T 5x )+55y (λ5T 5y )+55z (λ5T 5z)+Q (t ≥0)(1.1)式中Q (x ,y ,z ,t )为求解区域V 中的内热源强度,λ为导热系数,ρ和c 分别为材料的密度和比热。
3 焊接温度场的简化收稿日期:2004-10-21作者简介:韩海玲,毕业于沈阳工业大学,硕士,讲师。
赵波,毕业于沈阳工业大学,硕士,教授。
李茂福,毕业于西安公路学院,教授。
3.1熔化极的选取为了精确的模拟热源,本文采用熔化极焊接,由于多道焊,所以可采用“生死”单元来模拟。
ANSYS 中单元生死起作用并不是将杀死的单元从模型中删掉,而是将刚度(或传导,或其它分析特性矩阵乘以一个很小的因子[2,4]。
所以,“死”单元的单元载荷、质量、阻尼、比热、弹性模量等效果都设为0值。
在本文的计算过程中,利用单元“生死”的原理,假设母材熔化时的弹性模量和屈服强度很低(传导系数和比热等物理性能不变,这样将不影响温度场的计算)。
在高温熔融状态下,因为定义的弹性模量和屈服极限较小,所以熔化区域的应力很小,它对整个焊接应力场的模拟影响很小。
焊接接头纳米力学性能分析与模拟
焊接接头纳米力学性能分析与模拟焊接是一种常用的金属连接方法，它通过高温熔化金属并使其冷却后结合在一起，形成一个坚固的接头。
然而，焊接接头的性能在很大程度上取决于其微观结构和力学性能。
因此，对焊接接头的纳米力学性能进行分析与模拟是非常重要的。
首先，我们可以从材料的纳米结构入手。
焊接接头的纳米结构通常是由金属晶粒组成的。
晶粒的尺寸和形状对接头的力学性能有着显著影响。
较小的晶粒尺寸可以提高接头的强度和硬度，但也会降低其韧性。
因此，通过控制焊接过程中的冷却速率和应力分布，可以调控晶粒的尺寸和形状，从而优化焊接接头的纳米结构。
其次，我们可以利用分子动力学模拟来研究焊接接头的纳米力学性能。
分子动力学模拟是一种基于牛顿力学原理的计算方法，可以模拟原子或分子的运动和相互作用。
通过在模拟中引入焊接接头的原子结构和界面特性，我们可以研究焊接接头在不同应力条件下的力学行为。
在分子动力学模拟中，我们可以通过计算接头的应力应变曲线来评估其力学性能。
应力应变曲线可以反映接头在受力情况下的变形和破坏行为。
通过比较不同材料、不同结构和不同工艺条件下的应力应变曲线，我们可以评估焊接接头的强度、韧性和可靠性。
此外，分子动力学模拟还可以用于研究焊接接头的断裂行为。
焊接接头的断裂行为通常包括塑性变形、裂纹扩展和断裂破坏。
通过模拟这些过程，我们可以了解焊接接头在受力过程中的强度和稳定性。
此外，我们还可以通过模拟不同界面结构和界面能量对接头断裂行为的影响，进一步优化焊接接头的力学性能。
除了分子动力学模拟，还可以利用有限元分析来模拟焊接接头的力学性能。
有限元分析是一种基于连续介质力学原理的数值计算方法，可以模拟复杂结构的应力和变形。
通过在有限元模型中引入焊接接头的几何形状、材料特性和边界条件，我们可以计算接头在受力情况下的应力分布和变形情况。
有限元分析可以帮助我们理解焊接接头的力学性能，并优化焊接工艺参数。
通过调整焊接接头的几何形状、材料特性和边界条件，我们可以改善其强度、韧性和可靠性。
第10章 电 阻 焊
点焊连接时的一些特殊问题
分流 分流是指电阻焊时从焊接区以外流过的电流。
4、对焊
对焊一般按加压及通电方式的不同可分为： 电阻对焊 闪光对焊 滚对焊 （1）电阻对焊与闪光对焊均是基本的对焊方 法。焊接时把焊件分别夹持在两对夹具之间，将 焊件的两端面对准，并在接触处通电加热进行焊 接。
电阻对焊与闪光对焊的区别： 操作方法不同，电阻对焊是焊件对正加压 后再通电加热；而闪光对焊则是先向焊件通电， 而后使焊件接触建立闪光过程进行加热。
点焊的接头形式必须是搭接。
2、缝焊
缝焊与点焊的区别：缝焊是以圆盘状铜合金电极 ( 滚轮电极)代替点焊的棒状电极。 焊接时，滚轮电极压紧工件的同时，并作 波动。使工件产生移动。电极在滚动过程中通 电，每通一次电就在工件间形成一个焊点。连 续通电，在工件间便出现相互重叠的焊点，从 而形成连续的焊缝。 亦可断续通电或滚轮电极以步进式滚动时 通电获得重叠的焊点。
点焊
点焊连接接头的形成过程与热源特点
图10-2 电阻点焊原理
1—阻焊变压器 2—电极 3—焊件 4—熔核
点焊加热及其影响因素
点焊的热平衡 点焊时，产生的热量Q只有较小部分用于形成熔核， 较大部分将因向邻近物质的传导和辐射而损失掉。
图10-7 点焊温度分布示意图
1—碳钢 2—铝或铝合金
点焊工艺方法
5、电极形状及其材料的影响
电极的接触面积决定着电流密度和熔核的大小， 电极材料的电阻率和导热性关系着热量的 产生和散失。 电极必须有合适的强度和硬度，不至于在 反复加压过程中发生变形和损耗，使接触面积 加大，接头强度下降。
6、焊件表面状况的影响
焊件表面上带有氧化物、铁锈或其他杂质等不均 匀覆层时，会因接触电阻的不一致，各个焊点 产生的热量就会大小不一致，引起焊接质量的 波动。 所以焊前彻底清理待焊表面是获得优质焊 接接头的必备条件。
基于正交试验的T形接头焊接工艺优化
1
正交试验设计
1 . 1 焊接工艺参数 一般在保证焊丝伸出长度不变情况下， 影响机 器人自动焊接的参数主要是焊接速度和送丝速度. 而 在 保 证 T 形接头不开坡口的前提下， 拼焊间隙对 焊缝成形影响较大.故确定影响焊接工艺参数的因 素为送丝速度、 焊接速度和拼焊间隙. 试 验 用 材 料 为 Q3 4 5 板 材 ，尺 寸 为 200 mm x 150 mm X 10 mm,采 用 C0 2气 体 保 护 焊 ， 焊丝为 ER50 - 6 杜 2 ,试板不开坡口， 焊接工艺参数见表1.
表2
Table 2
组数
Design of a single-factor experiment
焊缝高度 表面 成形 好 好 较好 一般 较差 很差 焊缝宏观 形貌 根部熔合 根部熔合， 有间隙 根部熔合， 打间隙和小气孔 根部熔合， 有间隙、 多气孔 咬边， 背部有焊瘤、 飞溅大 严取咬边， 未形成焊缝
( 1 . 江苏徐州工程机械研究院， 徐 州 221004 ; 2 . 徐工集团工程机械有限公司高端工程机械智能制造国家重点实验室， 徐 州 221004 ; 3 . 西 安 交 通 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 西 安 710049)
摘 要 ： 焊接变形可以直观地看到， 控制变形手段也非常多.焊接残余应力分布复杂， 关键位置残余应力大小对产
'm/ ( mm • s "1 ) 6 7 8 9
1 . 4 多因子试验设计 确定影响焊接工艺参数的因素为送丝速度、 焊 接 速 度 和 拼 焊 间 隙 .结 合 单 因 子 试 验 结 果 ， 拼焊间 隙 取 0， 1， 2,3 mm 四种水平， 进 行 3 因素4 水平的正 交试验设计， 选 用 L1 6 (43)正 交 试 验 设 计 方 案 ， 进行 1 6 组试验， 见 表 4.
sw simulation 两块钢板焊接接触方式
sw simulation 两块钢板焊接接触方式摘要：1.钢板焊接背景介绍2.SW仿真模拟概述3.两块钢板焊接接触方式分析4.仿真结果及分析5.实用性总结与建议正文：近年来，钢板焊接技术在我国建筑、机械、船舶等行业中得到了广泛应用。
为了提高焊接质量，减少焊接缺陷，研究人员不断探索新的焊接方法和工艺。
本文通过SW仿真模拟，对两块钢板的焊接接触方式进行研究，旨在为实际工程提供有益的参考。
钢板焊接过程中，焊接接触方式的选择至关重要。
常见的焊接接触方式有对接焊、角焊、搭接焊等。
在实际工程中，焊接接触方式的选择主要取决于焊接结构的设计要求、焊接材料的性能以及焊接工艺的条件。
此次研究主要针对两块钢板的焊接过程，通过SW仿真模拟，分析不同焊接接触方式对焊接质量的影响。
SW仿真模拟是一种基于数值方法的计算分析技术，可以模拟复杂的物理现象。
在本次研究中，采用SW仿真模拟软件对两块钢板的焊接过程进行建模和模拟。
根据实际焊接过程，建立钢板焊接的热力学模型，考虑焊接热量、熔池形成、冷却等因素，模拟不同焊接接触方式下的焊接效果。
仿真结果显示，焊接接触方式对焊接质量有显著影响。
对接焊方式下，焊缝成形良好，焊缝宽度和焊缝余高均处于合适范围。
而角焊和搭接焊方式下，焊缝成形不良，容易出现焊接缺陷。
此外，对接焊方式的焊接质量稳定性较高，有利于提高生产效率。
根据仿真结果，建议在实际工程中优先选择对接焊方式。
同时，针对不同焊接结构和要求，可以结合实际情况调整焊接参数，以获得最佳的焊接质量。
此外，焊接过程中的实时监测和控制也是提高焊接质量的关键。
通过对焊接过程的SW仿真模拟，可以为焊接工程师提供有力的技术支持，有助于提高钢板焊接质量。
总之，通过SW仿真模拟研究两块钢板的焊接接触方式，有助于为实际工程提供实用的建议。
在实际焊接过程中，应根据结构设计、材料性能和工艺条件，选择合适的焊接接触方式，并加强焊接过程的实时监测和控制，以提高焊接质量。
电阻焊--对焊
缺陷。
二、闪光对焊
1、接头形成
闪光对焊原理 1—焊件 2—夹钳电极 3—阻焊变压器 Fc—夹紧力 Fu—顶锻力 vf—闪光速度
汽车金属轮网闪光对焊
2、加热特点
析出的电阻热：
接触电阻Rc即为两焊件端面间液体金属过梁的总电阻，其大小取 决于同时存在的过梁数、其横截面面积以及各过梁上电流线收缩所引 起的电阻增加，可由下面经验公式确定：
3、焊接循环
连续闪光对焊焊接循环由闪光、 顶锻、保持、休止程序组成，其中 闪光、顶锻两个连续阶段组成连续 闪光对焊接头形成过程，而保持、 休止等程度则是对焊操作中所必须 的。预热闪光对焊，是在上述焊接 循环中增设有预热程序（或预热阶 段）。预热方法有两种：电阻预热 和闪光预热。图中是电阻预热的闪 光对焊焊接循环。
电阻对焊电阻的组成
R=Rc+2Rw Rc=rc‘/Fwα 变化值rt’=Rc（1-（t‘/t）1/2） rt’—t’瞬时的接触电阻； t’—某瞬时间；
t—焊接时间
2Rw=mρ T2l/S m—趋表效应系数 l—焊件的调伸长度 S—焊件的截面积
电阻对焊中电阻变化规律
2、电阻对焊的温度场
对口处焊接温度Tw= 0.8-0.9Tm，属固相接头。
（8）夹紧力Fc
Fc是为防止焊件在夹钳电极中打滑而施加的力。它与顶锻力Fu及 焊机结构有关，当焊机为有顶座结构时，Fc可大为降低。如果焊机为 无顶座结构，此时夹紧力应为：Fc≥KcFu Kc——夹紧系数（0.8～4.0）。 夹紧系数Kc与电极、焊件材料及其表面状态、顶锻模式等有关。 例如，NiCu电极焊热轧钢板时Kc＝2.3，焊酸洗钢板Kc应提高15％； 焊铝合金自由成形时Kc＝2.7，而强迫成形并切除毛剌时Kc＝1.7。
基于COMSOL软件不同参数对铝合金焊接性能影响分析
基于COMSOL软件不同参数对铝合金焊接性能影响分析秦继林;张玉;国海涛;郑春光
【期刊名称】《兵器材料科学与工程》
【年(卷),期】2016(0)6
【摘要】运用COMSOL软件建立6061-T8铝合金激光焊接的数值仿真模型,在考虑表面吸收率的情况下,分析不同激光功率、不同焊接速度对焊接过程的影响。
仿真结果表明,当激光功率较低时,焊件表面不会形成小孔,该焊接过程只是进行热传导;随着合金表面吸收率的增加,熔融时间先减小后基本保持不变;随着激光功率的增加,焊接深度和宽度逐渐增加;而随着焊接速度的增加,焊缝深度和宽度逐渐减小。
【总页数】3页(P40-42)
【作者】秦继林;张玉;国海涛;郑春光
【作者单位】山东商业职业技术学院;北京理工大学材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG456.7
【相关文献】
1.双丝CMT焊接参数对1561铝合金焊接接头力学性能和组织的影响
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4.焊接工艺参数对7B04-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头疲劳性能的影响
5.焊接参数对
5A06铝合金搅拌摩擦焊接头性能的影响
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电阻焊的分类和优缺点
电阻焊的分类和优缺点
电阻焊的特点
电阻焊是根据电极的施压而来做焊接，那么这种焊接就是根据热源来的电阻热，从而被称之为电阻焊，还有一种就是上面所讲的压力，这种在压力下做的焊接同时也称之为压力焊，这只是电阻焊的两个特点，也算是最简单最实际的两大特点。
电极座
电阻焊的分类
如果按照电阻焊的焊接接头来分的话，那么电阻焊可以分为两种形式，一种是搭接形式一种是对接形式，而这两种只是按照它的分类形式来划分，另外一种是按照电阻焊的工艺方法来分类，这种分类方式主要有三种，一种是点焊，一种是缝焊，一种是对焊。
以上只是按照这两种方式来分类的细分。
电阻焊的优点
首先，电阻焊是需要一种压力下来完成焊接的，这样无论是从焊点的形成过程还是从一些焊接的结合点来说，在焊接当中都是比较简单的，而电阻焊有一个很重要的特点，就是在焊接当中不需要一些附加焊接物来做辅助，同时也不需要使用焊丝和焊条这样的填充物来做焊接，这样就大大的节省了很大的成本问题，同时也大大增加了效益。
其次，电阻焊在操作当中是比较简单的，同时在操作简单的情况之下，在焊接的环境当中也是比较有优势的，基本上可以做到无烟尘。
电阻焊的缺点
电阻焊在检测当中有时候不是很合理，缺乏可靠的无损检测方法，同时在一些工艺试验检测当中也有时候很难保障。
可咨询：二氧化碳焊枪。
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基于COMSOL 模拟的T 形接头对焊与双面焊的比较
摘要：本文利用有限元法对高斯热源的移动焊接进行数值模拟，通过分析焊接过程中的数据图像，研究了对焊与双面焊（同向）两种焊接方法对T 形接头焊接结果的影响。
主要考虑了温度变化，应力变形，总位移等方面的区别。
关键词：T 形接头，应力变形，温度，数值模拟
Comparison of T joint butt welding and double-sided welding
based on COMSOL simulation
Abstract ：In this paper, the finite element method is used to simulate the welding movement of Gauss heat source. By analyzing the data and images in the welding process, the influence of two welding methods of butt welding and double side welding (syntropy) on the welding results of T joints is studied. The difference in temperature, stress, deformation and total displacement is mainly considered. Key words ：T joint, stress and deformation, temperature, digital simulation
1.数值模型及焊接条件 1.1焊件模型及热物理参数
为了模拟T 形接头对焊与双面焊的差别，建立的焊件有限元三维模型及网格划分如图所示。
翼板尺寸（XYZ ）为200mm ×100mm ×10mm ，腹板尺寸为10mm ×100mm ×80mm 。
为了兼顾计算精度和速度，在温度变化梯度较大的焊缝(WM)和热影响区(HAZ)区域采用比较密集的网格，固定单元数目为25，而在远离WM 区域划分较为稀疏的网格。
图1 对焊 图2 双面焊
有限元模型
1表示先焊的一侧，2表示后焊的一侧。
对焊（对接电阻焊）是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊方法。
对焊的生产率高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。
如图1
双面焊当然就是焊完一面，再去另一面焊，焊另一面时，一般需要清根，或刨或磨掉夹渣。
如图2
板材都选用Aluminum （铝），熔点660℃，材料属性目录如图3所示：
1
2
1
1
图3 铝材料属性
1.2热源模型
热源模型的建立与焊接温度场的模拟是焊接数值模拟的重要部分。
对于手工电弧焊、钨钨极氩弧焊等焊接方法，采用高斯分布的函数就可以得到较满意度结果。
本文中采用高斯移动热源。
图4 高斯热源模型 图5 实际图像 热源公式：
Q=3×u ×I/(π×r 3)×exp(-3×(x - x 0)2/r 2)×exp(-3×(y - y 0- v ×t)2/r 2)×exp(-3×(z - z 0)2/r 2)。
式中Q 表示热源，u 、I 为焊接电压、焊接电流，特征参数r 与的焊接电流、电压及焊速有关，是热源作用区域半径，可由实际焊接工艺参数下的熔池的前沿、后沿、宽及深度来确定，特征参数只决定了热源形状，不改变热源功率，因此对HAZ 区热循环曲线无影响。
1.3焊接参数及定义 单位
实际图像
对焊参数如表1：
表1：对焊焊接参数
Q1=3×u×I/(π×r3)×exp(-3×(x - x0)2/r2)×exp(-3×(y - y0- v×t)2/r2)×exp(-3×(z - z0)2/r2) Q2=3×u×I/(π×r3)×exp(-3×(x - x2)2/r2)×exp(-3×(y - y2- v×t)2/r2)×exp(-3×(z - z2)2/r2)
双面焊参数如表2：
表2：双面焊焊接参数
热源公式如下：
Q 1=3×u ×I/(π×r 3)×exp(-3×(x - x 0)2/r 2)×exp(-3×(y - y 0- v ×t)2/r 2)×exp(-3×(z - z 0)2/r 2) Q 2=3×u ×I/(π×r 3)×exp(-3×(x - x 2)2/r 2)×exp(-3×(y - y 2+m - v ×t)2/r 2)×exp(-3×(z - z 2)2/r 2)
2.研究结果与比较 2.1 应力 (solid)比较
Von Mises 是一种屈服准则， 屈服准则的值我们通常叫等效应力。
"Von Mises Stress"我们习惯称Mises 等效应力，它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论）。
米塞斯屈服准则是在一定的变形条件下，当受力物体内一点的等效应力达到某一定值时，该点就开始进入塑性状态。
米塞斯屈服准则的物理意义。
在一定的变形条件下，当材料的单位体积形状改变的弹性位能（又称弹性形变能）达到某一常数时，材料就屈服。
图6 对焊三维截点 图7 双面焊三维截点1
比较图6对焊三维截点和图7双面焊三维截点1与图8双面焊三维截点2，可以看出在
同一位置的截点，最后冷却稳定至平衡温度后，双面焊较对焊时米塞斯等效应力还大出约0.1×109N/m2。
说明对焊完成后的铝材内部米塞斯等效应力较双面焊后较小一些，等到冷却至室温以后，对焊后铝材的内部残余应力集中较小，铝材也就不易发生开裂现象。
主要是对焊时，冷却速度较快，而双面焊时先焊的部分会对后一道焊缝有一定的预热作用，同时，后焊时也会对前一道焊缝有一定的热处理效果，导致双面焊时冷却速度比较的慢，内部应力也大一些。
所以对焊冷却速度较快的话，有效防止了一些缺陷的介入，使内部应力增大，以免降低综合力学性能。
双面焊三维截点1
对焊三维截点
图8 双面焊三维截点2
2.2 温度（ht ）比较
由于对焊是两电弧同时并且在各自对称位置相互作业，所以三维截点处的最
高温度要比双面焊相同位置的三维截点的温度要高出几百摄氏度。
我们再看双
图9 对焊三维截点 图10 双面焊三维截点1
面焊三维截点1，因为先是由一个电弧的独自焊接，前50s 只能达到最高750
双面焊三维截点 1
双面焊三维截点 2
对焊三维截点
双面焊三维截点2
摄氏度，前50s图像与对焊时基本一致，但是就温度上升的速度而言，双面焊
要相对慢一点，但是由于第二个电弧的影响，还来不及冷至平衡温度，温度又再次上升并且超过熔点，实现二次熔透，所以同时应力也达到最大。
从三维截
点2，可以很直观地看出，一开始由于热源1的预热影响，温度一路飙升，但是仍然
图11 双面焊三维截点2
在熔点以下并保持一段时间的相对稳定，之后又因为电弧2的临近，三维截点2的温度再次飙升并达到990摄氏度左右，实现了两块铝材接触面的熔化并被
焊在一起。
同时，可以看出对焊时的峰值比双面焊的高许多，但是冷却平衡温度却比双面焊的要低，说明对焊冷却速度快些。
论时间，论效率，对焊都更胜一筹。
2.3 总位移比较
图12对焊三维截点图13双面焊三维截点1
对焊三维截点双面焊三维截点1
双面焊三维截点2
图14双面焊三维截点2
从这三张三维截点总位移点图中，我们可以得到这样两个直观的信息：
（1）对焊时的总位移峰值大于双面焊的；（2）对焊的最终平衡总位移小于双面焊的。
结合上述应力比较，从中我得出结论：最终的焊接工件，对焊T形接头焊缝的残余应力和应力变形以及角变形都小于双面焊的T形接头焊缝。
3.结论
利用有限元法对高斯热源的移动焊接进行数值模拟，通过分析焊接过程中的数据比较，研究出对焊与双面焊（同向）两种焊接方法对T形接头焊接结果的影响如下：
对于T形接头，焊接时在底板厚度方向(z轴)上的温度分布是不均匀的，会产生了较大的横向压缩塑性变形，在焊后冷却时就在焊缝厚度方向上出现收缩不均匀的现象，通过数据分析比较可知，对焊时T形接头的角变形和焊缝内部残余应力较小，且费时少，效率高些，焊缝综合力学性能优于双面焊T形接头焊缝。
【1】董利明，张宇，王纳，李小宝基于FEM模拟的中厚板焊接热影响区冷速预测江苏省(沙钢)钢铁研究院，张家港
【2】薛小龙，王志亮，桑芝富，等．T形焊接接头的三维有限元模拟［J］．中国机械工程，2005，16(9):811－815．
【3】张利国，姬书得，方洪渊，等．焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响［J］．机械工程学报，2007，43(2):234－238．
【4】张建勋，刘川著. 《焊接应力变形有限元计算及工程应用》北京科学出版社，2015.04
【5】黎超文，王勇，韩涛等焊接顺序对T 形接头残余应力和变形的影响中国石油大学，机电工程学院
【6】张利国，姬书得，方洪渊，刘雪松分段焊的焊接顺序对T 形接头残余
应力场的影响《焊接学报》 , 2006 , 27 (12) :109-111。