钛合金精铸件工艺孔补焊变形规律预测及验证

李峰; 孙智; 崔新鹏; 马静; 刘小江; 南海

doi:10.15980/j.tzzz.2024.03.026

应用·精密铸造 | 浏览量 : 0 下载量: 2 CSCD: 0

PDF
导出
分享
收藏
专辑

钛合金精铸件工艺孔补焊变形规律预测及验证
Prediction and Verification of Deformation Law during Repair Welding for Process Hole of Titanium Alloy Castings
2024年44卷第3期页码：428-432
纸质出版日期： 2024-03-20 ，
DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.026

扫描看全文

李峰，孙智，崔新鹏，等. 钛合金精铸件工艺孔补焊变形规律预测及验证［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：428-432.

LI F，SUN Z，CUI X P，et al. Prediction and verification of deformation law during repair welding for process hole of titanium alloy castings［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：428-432.
李峰，孙智，崔新鹏，等. 钛合金精铸件工艺孔补焊变形规律预测及验证［J］. 特种铸造及有色合金，2024，44（3）：428-432. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.026.

LI F，SUN Z，CUI X P，et al. Prediction and verification of deformation law during repair welding for process hole of titanium alloy castings［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2024，44（3）：428-432. DOI： 10.15980/j.tzzz.2024.03.026.

摘要

为了掌握钛合金铸件补焊过程中的变形规律和应力分布，基于仿真分析和工艺试验结合的方法，开展了关键仿真参数的校核，对热输入的电压进行了实际测量并校核了双椭球热源模型，针对滑轨套筒铸件的工艺孔开展了不同补焊电流下铸件变形模拟及试验验证。结果表明，在焊接电流分别为100、150以及200 A时，铸件工艺孔附近的变形呈下凹趋势，变形量均约为0.1 mm。随着焊接电流增大，铸件的弧面中部变形量逐渐增大，由0.08 mm增至0.2 mm，这与Sysweld仿真预测的趋势一致。

Abstract

In order to master the deformation law and stress distribution during repair welding of titanium alloy castings， the key simulation parameters were proofread firstly based on the combination of simulation analysis and process experiment. The heat input voltage was measured to check double ellipsoid heat source model， and the simulation as well as verification of casting deformation were carried out for the process hole of slide-way sleeve casting under different welding currents. The results indicate that the deformation near the casting process hole presents a downward trend with the welding current of 100， 150 and 200 A， and the deformation is about 0.1 mm. With the increase of welding current， the deformation in the middle arc of casting is gradually increased from 0.08 mm to 0.2 mm， which is consistent with the trend predicted by Sysweld simulation.

关键词

钛合金补焊变形仿真模拟

Keywords

Titanium AlloyRepair WeldingDeformationNumerical Simulation

references

樊振中. 熔模精密铸造在航空航天领域的应用现状与发展趋势［J］. 航空制造技术，2019，62（9）：36-52.

李重河，朱明，王宁，等. 钛合金在飞机上的应用［J］. 稀有金属，2009，33（1）：84-91.

杨佩，康聪，李维. TC4钛合金工艺进展［J］. 湖南有色金属，2020，36（1）：45-47，60.

翁晨涛，崔卫军，廉伟，等. 民机滑轨套筒排液通路设计与研究［J］. 民用飞机设计与研究，2018（1）：62-66.

宋浩，韩冬，赵军，等. 钛合金熔模精密铸造技术的发展现状［J］. 铸造，2020，69（12）：1 304-1 311.

韦生，费东，田雷，等. 钛及钛合金焊接工艺探讨［J］. 焊接技术， 2013（4）：73-75.

GOLDAK J， CHAKRAVARTI A， BIBBY M. A new finite element model for welding heat sources［J］. Metallurgical Transactions， 1984， B15： 299-305.

WAHAB M A， PAINTER M J. Numerical models of gas metal arc welds using experimentally determined weld pool shapes as the representation of the welding heat source［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping， 1997， 73（2）： 153-159.

何小东，张建勋，巩水利，等.TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析［J］.材料工程，2005（8）：39-42，63.

胡美娟，刘金合.12 mm厚钛合金平板电子束焊接的数值模拟［J］.中国有色金属学报，2007，17（10）：1 622-1 626.

于澜. TA15钛合金构件TIG焊接过程的数值模拟［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.

ZHENG D C， LIU J. The simulation of three-dimensional temperature field of repair welding on the bucket bandle［C］.In： Electric Information and Control Engineering （ICEICE），Wuhan， Hubei， 2011.

朱雷. 钛合金补焊过程温度场数值模拟［D］.武汉：华中科技大学，2014.

陈梅峰，郭玉龙，周广涛，等.TC4钛合金薄板激光焊接变形的有限元模拟［J］.机械工程材料，2019，43（7）：74-78.

蒋红元，张昌明.航空用TC18钛合金电子束焊接温度与残余应力场研究［J］.陕西理工大学学报（自然科学版），2021，37（6）：1-6.

周小文，杨光，张晟玮，等.航空发动机机匣肋条补焊变形数值模拟分析［J］.焊接技术，2022，51（11）：15-20，113.

SALERNO G， BENNETT C J， SUN W， et al. Residual stress analysis and finite element modelling of repair-welded titanium sheets［J］. Welding in the World， 2017， 61： 1 211-1 223.

KABRA S，BROWN D W，CHEN C F，et al. Measurement and simulation of residual strain in a laser welded titanium ring［J］. Welding in the World，2012，56（1-2）：2-8.

RATHORE V S， BALACHANDAR K. Three-dimensional finite element simulation of gas tungsten arc welding for β-titanium alloy［J］. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers， 2014， B228（7）： 730-735.

SHEN W， QIU Y， XU L， et al. Stress concentration effect of thin plate joints considering welding defects［J］. Ocean Engineering， 2019， 184： 273-288.

朱志明，符平坡，杨中宇，等.电弧焊接数值模拟中热源模型的研究与发展［J］.工程科学学报，2018，40（4）：389-396.

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

钛合金精密铸件表面α层去除工艺研究

钛合金熔模铸造型壳焙烧温度场数值模拟

时效处理对Al-Al₂Cu共晶合金纳米压痕蠕变的影响

涂层技术在钛合金石墨型铸造中的应用研究

牙科合金材料应用研究现状