薄壁箱型臂焊接工藝優(yōu)化.pdf

1、和其他結(jié)構(gòu)鋼相比，高強度結(jié)構(gòu)鋼具有強度高、力學(xué)性能好等諸多優(yōu)點。隨著鋼結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，越來越多的工程車輛臂架采用溥壁箱型截面形式，如隨車起重機、伸縮臂叉裝車、高空作業(yè)車等等。薄壁箱型臂是很多工程車輛作業(yè)時的核心部件，它的主要結(jié)構(gòu)是由四塊薄的高強鋼板通過焊接方式連接而成。由于高強鋼碳當(dāng)量高，焊接性差，加之臂架壁厚很薄，在焊接過程中臂架極易產(chǎn)生超出其形位公差要求的大變形，嚴(yán)重影響工程車輛作業(yè)時的承載能力和安全性能。因此，在臂架焊接過程中應(yīng)該選

2、取適當(dāng)焊接工藝來減小臂架殘余應(yīng)力并控制臂架殘余變形。
　　基于以上研究背景，本文主要內(nèi)容如下:
　　(1)簡要介紹了焊接熱過程特點以及溫度場和應(yīng)力場分析時的理論基礎(chǔ)。
　　(2)以T型接頭單條角焊縫為例，詳細(xì)介紹其有限元建模、熱源選取以及載荷施加等過程，并運用ANSYS軟件對整個焊接過程進行數(shù)值模擬，得到T型接頭在任意時刻的溫度和應(yīng)力應(yīng)變場，并分析其關(guān)鍵路徑上的應(yīng)力應(yīng)變分布。
　　(3)分別對不同焊接電流、焊接速

3、度和有效加熱半徑的焊接過程進行模擬，得到三個焊接工藝參數(shù)對溫度、殘余應(yīng)力和殘余變形的影響規(guī)律，并最終確定了T型接頭該幾種焊接工藝參數(shù)中的最優(yōu)焊接工藝。
　　(4)以30m高空作業(yè)車一節(jié)臂為例，分析不同焊接順序?qū)Ρ”谙湫捅酆附託堄鄳?yīng)力和變形大小的影響。先取薄壁箱型臂其中一條角焊縫為研究對象，選取四種焊接順序方案進行數(shù)值模擬，綜合對比各方案焊后殘余應(yīng)力和變形大小，得到T型接頭單條角焊縫四種焊接順序方案中的最優(yōu)焊接順序。再以薄壁箱型臂整