机械工程学报

作者：闫德俊, 王赛, 郑文健, 余洋, 谢浩, 钟美达, 邹晓峰, 杨建国

单位：1. 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室 广州 510715;；2. 浙江工业大学化工机械设计研究所 杭州 310032

关键词：焊接变形控制,铝合金,数值模拟,随焊干冰激冷；

基金：中国博士后科学基金（2016M590821）、国防基础科研计划（A0720133002）和广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室（2017B030302010）资助项目。

目前随焊激冷技术存在装置复杂、占用空间大、冷却介质低效等缺点，为改善其在船舶制造业上的应用，提出随焊干冰激冷技术。采用数值模拟与试验分析相结合的方法研究随焊干冰激冷对铝合金薄板变形的控制。对喷嘴喷射干冰形成的冷源温度场进行测量。并基于测试结果建立冷源模型，实现了随焊干冰激冷的有限元数值模拟。通过研究冷却距离对残余应力和变形的控制效果，优化随焊干冰激冷工艺。研究表明，现有条件下最优的冷却距离约为40 mm。通过施加随焊干冰激冷最优工艺，纵向残余拉应力峰值减小46.9%，纵向压应力峰值减小40.8%，焊接变形量减小51.5%。理论及试验结果表明，随焊干冰激冷技术是一种控制薄板焊接应力及变形的有效手段，为随焊激冷技术在船舶制造业上的应用提供一个方向。

来源：2019年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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