焊接工藝優化的案例
設計仿真 | Simufact Welding重塑新能源汽車電池盒焊接工藝
目前，電池盒鋁合金框架結構主要通過焊接裝配的方式進行組裝，焊接變形問題不容忽視。若采用傳統試錯方式來解決焊接變形問題，會面臨時間周期長、試錯成本高、數據收集困難等諸多難題。當前不少新能源汽車企業采用焊接仿真來分析解決焊接變形、優化焊接工藝，幫助提升焊接工藝研發能力。
?？怂箍?焊接仿真解決方案
海克斯康專業焊接仿真軟件Simufact Welding提供完善的焊接仿真解決方案，該軟件涵蓋了各種弧焊、激光焊、電阻點焊、電子束焊、釬焊等焊接工藝、消除殘余應力熱處理、冷卻和裝夾、虛擬檢具、重力補償等功能。可以考慮實際焊裝工藝的各種場景的模擬，通過對工裝夾具、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，以及焊接之后的冷卻、消除應力的熱處理等因素的仿真，對實際焊接過程的焊接變形、焊接殘余應力、焊接熱影響區、熔池等進行虛擬評定，從而對焊接工藝優化。幫助用戶獲得最優的焊裝工藝解決方案。
新能源汽車電池盒
鋁合金框架焊接順序優化案例
以下案例介紹了某型號新能源汽車電池盒鋁合金框架的焊接順序優化。用戶主要通過調整焊接順序來優化焊接變形。因僅研究不同焊接順序對電池盒框架結構變形的影響，用戶通過模型簡化，大幅降低了網格劃分工作量與網格數量。如下圖所示，左側為原始模型，右側為簡化模型。
電池盒框架幾何模型（左-原始模型，右-簡化模型）
利用Simufact Welding進行焊接仿真建模，可以采用焊縫附近網格細化，遠離焊縫附近的網格可以使用較粗的網格，相鄰結構無需網格節點匹配，這樣可以降低整體模型的網格數量，如下圖所示為網格劃分模型，整個模型包含的節點總數為1020454，單元總數為698704。
展開 設計仿真 | 直播預告-Simufact welding焊接工藝仿真軟件培訓
長期以來，對于焊接工藝的改進和優化主要依靠工藝人員的經驗和各類工藝試驗，一直缺乏一套專業的有效的方法和手段。
隨著計算機技術的發展和有限元理論的逐漸成熟，焊接模擬仿真技術已經開始成為在焊接工藝優化改進過程中的良好手段和方法。通過焊接工藝仿真可以解決焊接過程中零件變形難以控制的問題，還可以降低對人員技術的要求，降低試驗成本，加強測量和評估焊接殘余應力。
?？怂箍倒I軟件旗下Simufact Welding軟件致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用。本期直播將結合實際操作，展示Simufact welding焊接軟件是如何為客戶的焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供參考依據和指導。歡迎預約報名！
展開 設計仿真 | 直播預告-虛擬焊接裝配解決工藝缺陷難題
在焊接過程中，零件變形難以控制通常是困擾工藝人員的一大難題。為了開發出更好的產品適應市場的快速變化，焊接工藝需要不斷的改進與優化。傳統的改進與優化方法主要依靠工藝人員的經驗和繁瑣復雜的工藝試驗，隨著計算機技術的發展和有限元理論的逐漸成熟，焊接模擬仿真技術已開始成為在焊接工藝優化改進過程中良好的手段和方法。
?？怂箍倒I軟件Simufact Welding致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用，通過精確模擬零件在焊接過程中機械、物理和冶金過程中的性能變化過程和結果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應力場、變形場、硬度等數據信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應力集中等問題，并為焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供了參考依據和指導。本期?？怂箍抵辈ブv堂請到了Simufact 高級工程師曾陽，他將通過軟件操作及實際案例講解，為我們帶來Simufact Welding軟件應用在焊接工藝中的解決方案。趕快報名，精彩不容錯過！
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在焊接過程中，零件變形難以控制通常是困擾工藝人員的一大難題。為了開發出更好的產品適應市場的快速變化，焊接工藝需要不斷的改進與優化。傳統的改進與優化方法主要依靠工藝人員的經驗和繁瑣復雜的工藝試驗，隨著計算機技術的發展和有限元理論的逐漸成熟，焊接模擬仿真技術已開始成為在焊接工藝優化改進過程中良好的手段和方法。
海克斯康工業軟件Simufact Welding致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用，通過精確模擬零件在焊接過程中機械、物理和冶金過程中的性能變化過程和結果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應力場、變形場、硬度等數據信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應力集中等問題，并為焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供了參考依據和指導。本期?？怂箍抵辈ブv堂請到了Simufact 高級工程師曾陽，他將通過軟件操作及實際案例講解，為我們帶來Simufact Welding軟件應用在焊接工藝中的解決方案。趕快報名，精彩不容錯過！
展開 
設計仿真 | 直播預告-Simufact welding助力解決焊接工藝難題
精彩直播預告
在生產制造的過程中，焊接工藝是非常重要的一環，在焊接過程中難免會遇到焊接種類多且焊接結構復雜等問題，導致零件變形難以控制，持續優化和改進焊接工藝是企業一直需要面臨的問題。傳統的工藝改善方案依靠工藝人員的經驗和多次試驗重復試錯，時間長效率低，已難以適應當前高速發展快速迭代的市場需求。
當前越來越多的企業通過CAE仿真軟件對焊接過程進行模擬，?？怂箍倒I軟件Simufact Welding致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用，可以精確模擬零件在焊接過程中的機械、物理和冶金過程中的性能變化過程和結果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應力場、變形場、硬度等信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應力集中等問題，為客戶的焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供參考依據和指導。
本期?？怂箍抵辈ブv堂請到了工藝仿真專家曾陽為我們帶來Simufact welding助力解決焊接工藝難題主題直播，從Simufact welding軟件的功能出發，落地到具體的客戶使用案例，針對焊接過程中的痛點難點全面講解，精彩不容錯過，敬請關注！
展開 案例分享 | 基于Simufact的前縱梁點焊焊接變形仿真優化
導航：本案例應用Simufact仿真軟件，在工藝設計階段對U型三面搭接這種常見的白車身焊接結構的焊接工藝進行了分析，從而得到最佳優化方案，減少了后期調試成本。
U型三面搭接焊接結構
在白車身焊接結構中，U型三面搭接焊接結構是一種典型結構，常出現于下車體結構加強區域，涉及懸置等機構安裝，其精度要求高。以車身前縱梁為例，如圖所示。
前縱梁零件構成圖
三面搭接截面圖
當前問題
由于其三層板焊點多，熱輸入量大；零件弧面搭接多，搭接間隙難保證等原因，其焊接變形量大。為保證其總成精度，需對焊接變形問題重點分析。傳統分析方式通過大量現場調試尋找優化方案，浪費時間和人力物力，浪費調整時間和人力物力，因此選用Simufact有限元仿真軟件在數模階段就對焊接工藝進行優化，可以大幅度減少后期的調試成本。
Simufact Welding仿真建模
針對上述問題，工程師從焊接順序、工裝優化、搭接間隙優化三個關鍵管控方向，提出優化模型，對比確定最優方案，并使用Simufact Welding仿真軟件對提出優化方案進行仿真驗證。仿真包括成型焊、補焊兩序焊接過程；基礎模型采用六面體網格的形式，模型搭建如下圖所示。
Simufact Welding建模示意圖
評價測點統一如下圖、表所示。
評價測點標示
方案匯總
a）焊接順序優化方案
本次依據成型焊工序和補焊工序，共擬定3種不同焊接順序。
某一焊接順序示意圖
b）工裝優化方案
共設計兩種方案用于比夾具定位與焊接區域距離對焊接變形影響；
共設計兩種方案用于對比補焊夾具增加定位夾具與否的影響。
展開 數據分析與AI丨基于AI的電子元件焊接質量優化
<p><strong>一、行業難點</strong></p><p>在電子元件制造行業中，時常會出現因焊接質量不穩定導致高廢品率、生產周期延長及設備利用率不足等情況，影響了生產成本和客戶滿意度。</p><p>頻繁的質量問題和停機檢測，使得<strong>交付周期延長，進一步影響市場競爭力，公司急需提升焊接質量與生產效率的方案。 </strong></p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/x0yLiaf5fF6we33KOfMqBR2fiamEN1JtRS2CgTY2RjY8gjlwX3uicWSAdNKqvDEL2iahUnFKoqXKglPC0qffZDicauw/640?wx_fmt=png" width="1129" style=""></p><p><strong>二、如何利用AI方案進行電子元件焊接質量優化</strong></p><p>在數據分析與 AI 平臺 Altair<sup>?</sup> RapidMiner<sup>?</sup> 中，利用<strong>平臺產品 AI Studio 的數據分析及機器學習技術</strong>對焊接工藝展開優化。</p><p><br></p><p>具體而言，先收集溫度、濕度、焊接速度等多維度數據，隨后以此為基礎<strong>構建決策樹模型</strong>，借助該模型精準識別出最為關鍵的工藝參數，并進一步實現參數的優化，從而達成<strong>焊接工藝的整體提升。
展開 技術 | 焊接工藝制定及評定系統
這些系統都是單一的對焊接工藝設計、焊接工藝評定進行研究，如哈爾濱工業大學的通用焊接工藝輔助編制與管理系統、太原科技大學(原太原重機學院)與太原重機廠合作開發的鋼制壓力容器焊接工藝評定專家系統。這就存在著焊接工藝設計驗證和快速、優化設計的問題。
而本系統將焊接工藝設計和焊接工藝評定有效地結合起來，不僅具有以往數據庫系統對焊接工藝及評定報告的編制、檢索和管理的功能，而且本系統中的評定模塊可以對設計模塊反饋信息，最終實現焊接工藝設計的優化設計。
1 焊接工藝制定及評定系統設計思路
該系統是利用MicrosoftAccess和MicrosoftVisualBasic6.0根據JB4708和JB4709標準《JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定》和《JB4709-2000鋼制壓力容器焊接規程》來編制焊接工藝的計算機數據庫。
用戶可以輸入、存儲、修改和查詢各類數據庫(如母材、焊材、坡口圖等)，也可根據需要打印出各類報表。系統包括焊接工藝設計模塊和焊接工藝評定模塊，其流程如圖1、圖2所示。
模塊采用以焊接方法和金屬厚度為關鍵的檢索方法，推測出坡口形式、坡口參數、焊接工藝參數和焊接材料；其中接頭坡口的選用依據板厚；焊接工藝參數由金屬類型和焊接方法確定；而不同的焊接方法，相同的金屬類型，會有不同的焊接材料，由金屬類型和焊接方法來決定所選用的焊接材料。
展開 【焊接知識】埋弧焊——最實用的鋼管焊接工藝！
埋弧焊接工藝是管道、 壓力容器和罐、 軌道制造和重大施工的重要應用領域里最理想的選擇，它具有著最簡單的單絲形式，雙絲結構，串聯雙絲結構和多絲結構。
埋弧焊接工藝在許多焊接應用中，可以讓用戶受益匪淺。從增加生產力，到改善工作環境，再到保證質量穩定等等。正在考慮在埋弧焊接工藝上做改變的金屬加工制造廠，應該是想到了能從此工藝上得到很多好處。
埋弧焊基礎知識
埋弧焊工藝是適合于管道、壓力容器和罐、機車制造、重型施工/挖掘的重型工業應用的要求。非常適用于需要高生產率的行業，尤其是涉及到非常厚的材料焊接行業，可以從埋弧焊接工藝中獲得非常多的益處。
其高熔敷率和行走速度，可以對工人的生產力、效率和生產成本產生重大的影響，這也是埋弧焊工藝的關鍵優點之一。
其它好處包括：焊縫具有優良的化學成分和機械性能，最小的電弧可見度和較低焊接煙塵，改進工作環境的舒適度，以及良好的焊縫形狀和腳趾線。
埋弧焊接是一個采用顆粒狀的焊劑，將電弧與空氣分開的送絲機構，顧名思義，電弧被埋在了焊劑里，意味著當參數被設置好之后，伴隨之后一層焊劑的流出，電弧是看不見的。焊絲被沿著焊縫移動的焊炬連續送入。
電弧加熱融化一段焊絲，部分焊劑和母材，形成一個熔池，冷凝后形成了覆蓋有一層焊渣的焊縫。
展開 技術 | 鍋爐焊接工藝的現狀與發展方向
近些年，雖然我國的焊接技術得到了非常迅速的發展，而且鍋爐的焊接工藝技術也得到了很大改善，并且也在很大程度上促進了我們鍋爐加工水平的有效提高，但是因為多方面原因的影響，使得在鍋爐制造和維護過程中，焊接工藝仍然存在一定的問題，從而使得鍋爐在使用過程中會出現各種癥狀，所以對鍋爐焊接工藝進行科學的優化，不斷提高焊接水平，只有這樣才能更好地保障鍋爐能安全順利的運行。
三、合理控制鍋爐壓力容器焊接質量的措施
1.選擇合適的材料
首先需要依據母材的實際材料來對進行焊接時要選擇的耐熱材料的強度進行科學的判定，一定要選擇與母材相同等強度的材料，而且這種強度不僅要保證在常溫下相同，此外還要求其在焊接高溫狀態下要高于母材的基本值。其次就是因為在焊接過程中，焊接材料的碳含量的大小會容易導致焊縫金屬裂縫以及裂紋的產生，所以在選擇焊接材料時還要注意材料的碳含量一定要比母材的碳含量要低。再有就是為了要保證焊縫與母材的強度一致，還要選擇鉻以及鉬等元素含量比母材高的焊縫金屬。
2.鍋爐壓力容器焊接技術分析
（1）鍋爐底層的焊接工作。對鍋爐底層進行焊接主要是使用氫弧焊自上而下的進行，而且為了避免鍋爐底層出現裂縫，以及確保鍋爐底層焊接的均勻，最好是采取電焊的方式，并且在焊接過程中隨時進行必要的檢查。
（2）對鍋爐中層的焊接工作。在對鍋爐中層進行焊接時首先要對鍋爐存在的雜質進行仔細的清理，而且還要對已經焊接完成的裂縫進行仔細的檢查，如果需要對已焊的裂縫進行重焊時則需要焊縫接頭之間保持至少100mm的距離。此外在中層焊接焊條的直徑最好控制在3.2mm左右，而且確保焊接的厚度是焊條直徑厚度的8～12倍以上。
（3）對鍋爐表層的焊接工作。
展開 中部槽焊接材料選擇及焊接工藝
2 中部槽焊接材料性能
中部槽承受的受壓、沖擊、振動、彎曲、摩擦等復雜多變的受力和惡劣的工礦環境，要求中部槽有足夠的強度、剛度、耐磨性和耐腐蝕性。根據匹配原則，選用北京固本科技有限公司KB988耐磨焊絲為堆焊材料。
KB988耐磨焊絲，高鉻型耐磨焊絲，添加碳化鎢合金。高鉻鑄鐵型堆焊材料的價格，接近碳化鎢堆焊材料的效果。KB988添加了部分鎢、鈮、鈦等合金元素，在基體上能生成高硬度化合物的焊接材料，比較適用于中部槽的堆焊。焊后硬度60～65 HRC，具有足夠的耐磨性。
3 中部槽焊接方法選擇
中部槽堆焊一般都是批量加工堆焊，焊接方法決定了批量堆焊時的焊接速度、熔敷率、生產成本。手工電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、等離子弧堆焊是常見的3種用于中部槽的焊接方法。這3種焊接方法具有不同的特點，綜合考慮焊接速度、熔敷率、生產成本等多方面因素，應該選用二氧化碳氣體保護焊，也就是氣保焊方法進行中部槽堆焊。
氣保焊的主要焊接設備是氣保焊機，一般選用500型即可。如現有350型氣保焊機，可更換送絲軟管、送絲輪、導電嘴等配件，也可用于中部槽的堆焊。
4 中部槽焊接過程控制
4.1焊前準備
焊接前，應對所有焊接部位進行拋光，打磨去除氧化皮，焊縫及焊縫邊緣必須清理干凈，不允許有油污、鐵銹、水、焊渣等焊接污染物，清理焊縫邊緣單側不得小于10mm，焊接處露出金屬光澤。
4.2預熱溫度確定
預熱溫度為120～150℃，工件上預熱溫度要均勻。
4.3焊接反變形措施
為防止焊接構件薄弱部位影響焊接質量，在中部槽槽幫兩端面上下共焊4條支撐拉筋，這樣可以增加構件的剛性和強度，目的是增強結構件焊接時的穩定性，滿足中部槽制造公差的要求，防止焊接變形，是焊接過程中不可缺少的工序之一。
展開 
焊接接頭分類 焊接工藝參數及其對焊縫形狀的影響
圖1—35 保護氣體成分對焊縫形狀的影響
(7)母材的化學成分 母材的化學成分不同，在其它工藝因素不變的情況下，焊縫形狀不一樣，這一點在氬弧焊時特別明顯。如三種產地不同的0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2不銹鋼，用鎢極氬弧焊方法焊接，采用相同的焊接工藝參數時，所得焊縫形狀的變化，見表1—10。
表1—10 母材化學成分對焊縫形狀的影響
注：鎢棒端部45°；弧長2mm電流150A；焊接速度300mm／min。
焊接工藝參數對超窄間隙焊接熱裂紋的影響
摘 要：超窄間隙焊接中熱裂紋是一種很容易出現的缺陷，采用焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接試驗,
通過改變焊接工藝參數和間隙寬度，研究其對熱裂紋的影響.
結果表明，焊縫成形系數與熱輸入和焊縫成形系數與間隙寬度的匹配關系是決定熱裂紋的主要因素.
在較小的焊縫成形系數和較大的熱輸入量下熱裂紋傾向較大，并且隨著間隙寬度的減小，焊縫中熱裂紋傾向明顯增加.
當焊縫成形系數增大到臨界值時焊縫中不產生熱裂紋，且臨界值隨熱輸入量的增大而逐漸增大，隨間隙寬度的增大而逐漸減小.
關鍵詞：超窄間隙焊接；熱裂紋；焊縫成形系數；熱輸入；間隙寬度
0 序 言
窄間隙焊接多數采用I形坡口，間隙寬度一般在7～20 mm之間，焊接時由于母材稀釋率大，焊接構件所受拘束度大，在焊縫中心或弧坑部位很容易產生熱裂紋[1]. 為了發現窄間隙焊縫中影響熱裂紋產生的因素，文獻[2]采用窄間隙埋弧焊方法對焊縫中的熱裂紋進行研究，研究發現，在間隙寬度最小為7 mm時，熱裂紋主要受焊接工藝參數和焊縫成分的影響. 熱裂紋同焊接參數的關系主要表現在焊道幾何形狀，尤其表現在焊縫成形系數φ上. φ值越小，產生熱裂紋傾向越大. 當含碳量較高時，熱裂紋傾向也增大. 在文獻[3，4]中，對窄間隙CO2氣體保護焊采用數值模擬的方法研究發現，窄間隙焊接中，熱裂紋也受熱輸入量、間隙寬度、焊接速度、脆性溫度區間等因素的影響，且提出焊接時采用較小的熱輸入量和較大的焊接速度及間隙寬度可避免熱裂紋的產生.
焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接是一種熱輸入量低、焊接生產效率極高、焊接接頭力學性能優良，焊接殘余應力和殘余變形更小的焊接方法[5]. 其主要特征是采用間隙寬度為4 mm 的I形坡口，將焊劑帶置于坡口根部兩側，進行單道多層焊接. 在焊接過程中焊劑帶可有效的約束電弧，防止電弧攀升[6,7].
展開 螺旋絞刀焊接技術，螺旋絞刀焊接修復工藝
國產耐磨材料領先企業北京固本科技有限公司向大家分享螺旋絞刀焊接修復工藝，進而為有關單位及工作人員提供一定的借鑒作用。
1、堆焊補焊螺旋絞刀時一定要將母材補焊完整達到絞刀外形尺寸及厚度要求，只留3～5mm焊耐磨層的余量。
2、選用北京固本kb899螺旋耐磨焊絲，直徑為1.6mm。
3、焊接時一定要調整好螺旋絞刀的角度，盡量把螺旋絞刀放平。
4、焊接電流在220～280安培之間。
5、焊接北京固本耐磨焊絲時，盡量采用由后向前鋸齒形焊法蛇形前進，從而減輕魚鱗紋的產生。
6、耐磨層不要焊接太厚，以免產生焊接裂紋和起層剝落現象。
7、每條的焊接寬度在50～100mm之間，不能把耐磨焊絲作為螺旋絞刀母材的填充來使用，無限度增加耐磨厚度。
使用北京固本耐磨焊絲后，每月堆焊一次，每套螺旋堆焊時間1.5d～2d，堆焊層厚度相同，焊絲利用率可達到90%，堆焊一次產磚量700萬塊～1000萬塊，不僅提高了擠出機螺旋使用壽命和產磚量，還提高了絞刀堆焊效率，降低了堆焊強度，具有很大的現實意義和推廣價值。
展開 零下30℃臥雪焊接，你知道它的焊接工藝怎樣的？
5、焊后緩冷
在零度以下厚鋼板焊接完成后，在焊縫兩側板厚的2-3倍范圍內，應采取保溫暖冷措施，并使焊縫緩慢冷卻，冷卻速度應不大于10℃/min。
6、無損檢測
超聲波探傷耦合劑采用環保防凍型，避免氣溫過低導致冰凍，影響探傷檢測。
7、Q460鋼材的特殊焊接要求
7.1、Q460E鋼材焊接應由焊接技能相當過硬并經過專項培訓，附加考試合格的焊工進行施焊
7.2、Q460E鋼材在0℃以下不得進行焊接，如必須進行焊接就要搭設保暖棚，保證保暖棚中的環境溫度在0℃以上。
7.3、考慮到Q460E鋼材焊接的工程量相對較少，但由于此種鋼材的特殊性，要求必須一次性焊接合格。因此在沒有切實做好保暖、防風措施之前嚴禁焊接。
8、特殊氣候的要求
8.1、 根據施焊作業層風速的變化，氣保焊的保護氣體流量適當作調整，如下表(保護氣流調整表)所示：
注：風速測定位置為距施焊處1米以內焊縫坡口段部，風向為焊接前進的方向
8.2、在下雪天施工，焊縫上部支設防雪棚并伸出焊縫兩側不小于1米，以防飄雪影響焊縫。、
8.3、在焊接過程中突然下雪，應立即停止施焊并采用加厚的保溫巖棉進行保溫緩冷，雪停后要對焊縫預熱至層間溫度方可接續焊接。
8.4、加強焊接環境保暖、御寒措施，給焊工一個更為舒適的施焊環境，必要時限制焊工工作時間，采取輪班作業制度。
來源：制造工藝前沿
傳播最新最全的制造工藝技術，覆蓋鑄造，鍛造，焊接，沖壓，注塑，機加工，3D打印等主流制造工藝。
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制造工藝前沿
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