焊接案例研究

底盘和车身结构的焊接，在汽车主机厂及其总成供应商，航空航天企业、铁路机车行业，均应用广泛

• 焊接，是目前主要的装配工艺。对于汽车底盘或总成，大概有5到100个焊接接头。发展趋势是要减少焊接接头的数量。
• 为了降低油耗，越来越多使用轻质材料。要满足车身强度、塑性（成形性）、耐腐蚀性和可焊性的要求，铝合金材料的用量逐年增加。
• 铝合金的焊接过程输入的单位能量较大，如果焊接工艺不正确，会带来巨大的焊接变形。计算机模拟的目的是通过优化所有的连接部件和焊接工艺，预测变形量并使之最小化。
• 除了焊接变形，对于此类产品，还会重点关注在日后的使用中，获得更高的安全性。因此还要对焊接导致的机械性能损失和残余应力进行研究，作为后续疲劳分析和结构分析的输入条件。

摩托车车架

自行车车身骨架

各类薄壁构件框架

• 控制变形：此类框架组装，需要控制最小的变形量。优化夹持条件以及夹具位置，进而确定焊接工艺参数。
• 使用中的实效问题，会造成严重的事故，甚至涉及性命，可靠性是非常关键的问题。疲劳寿命和裂纹风险预测必须考虑到焊接产生的残余应力和应力梯度。通过优化焊接工艺的所有组成部分，可以降低风险因素。

重工业

造船业和建筑机械制造业

通过多道焊或单道焊焊接零件的装配

• 模拟的目标通常是最小化变形量。变形修复工作占总制造成本的20%到40%。
• 在该领域中，焊接的部件通常相当大而且昂贵。物理原型的设计和破坏性测量通常是不可接受的。数值模拟是降低成本的有效工具。
• 控制残余应力，最大限度地减少使用中的失效问题。疲劳寿命和裂纹风险预测必须考虑到焊接产生的残余应力和应力梯度。通过优化焊接工艺的所有组成部分，可以降低风险因素。

造船业和建筑机械制造业

通过多道焊或单道焊焊接零件的装配。

• 模拟的目标通常是最小化变形量。变形修复工作占总制造成本的20%到40%。
• 在船舶和重工业，焊接的部件通常相当大而且昂贵。物理原型的设计和破坏性测量通常是不可接受的。数值模拟是降低成本的有效工具。
• 控制残余应力，最大限度地减少使用中的失效问题。疲劳寿命和裂纹风险预测必须考虑到焊接产生的残余应力和应力梯度。通过优化焊接工艺的所有组成部分，可以降低风险因素。