焊接虚拟仿真培训系 统,D O C(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
1、焊接培训行业状况 焊接是一项对过程要求很高的工作，在现有的手工焊接生产中，采用MAG/MIG焊接的约占50%，TIG焊接约占30%，MMA焊接约占20%；如：在造船行业中，MAG约占70%，MMA约占30%；那么，这就需要焊工要有扎实的操作手法、规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题： （1）消耗大量的焊条(丝)、焊件和保护气体等材料； （2）对学员的培训过程难以准确掌握； （3）对学员的焊接水平难以评价； （4）培训效果不尽理想； （5）培训过程环境污染严重，有害健康； （6）培训过程安全性差。 2、项目实施目的 1）减少甚至避免焊接练习过程中强光、高温、明火及烟尘以及有毒气体的产生，全面保护教师和学员的身体健康； 2）减少或者避免焊接实训过程中对空气污染的有害气体的排放，防止对环境造成污染； 3）能够让无工作经验的学员快速、真实的投入到焊接实训中，提高培训效率，避免由于无经验操作产生的事故。同时能够让有经验的训练者有更高的训练平台，提高焊接技术； 4）节省真实焊材、工件等焊接材料以及工业用电，降低培训成本； 方便教学。 3、焊接仿真模拟器概述 电焊操作训练模拟器系统是由武汉科码软件有限公司独立自主研发的焊接虚拟仿真培训系统。该系统是基于虚拟计算机系统，是以中高度仿真的教学培训系统，能让学员在接近真实的模拟环境下进行焊接技术的训练。该系统能促进焊接技能向实际工况焊接的有效转换。与传统的焊接培训相比减少了焊材的浪费。该设备结合了：焊工的动作、仿真焊接焙池、焊接声音及焊接手感，使用该系统的受训者能够感受到几乎真实的焊接过程。 电焊模拟实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。 该系统采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝。 该系统将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实，视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 该系统与传统的焊接技艺教学能有机的融合在一起，是实现灵活、高效、安全、节约、绿色无污染的焊接模拟培训教学与考核的最佳教学方法。 通过电焊模拟实训系统，学员不仅仅可以获得与传统实训相同的操作经验，同时通过系统内置的数据采集、智能专家辅助模块和量化考核评价系统等一系列先进独特的教学功能，配合合理明晰的焊接知识穿插讲解，使学员可以获得在传统教学实践过程中难以量化的精确焊接培训指导，大幅度提升学员在培训过程中的方向性和目的性，有效缩短学员的培训周期，降低教师的教学负担，达到以低成本、低投入实现“精教、精学、精炼”的焊接培训机制。
手工电弧焊焊接工艺和流程工艺适用于低碳钢，低合金高强度钢，及各种大型钢结构工程制造的焊接，确保焊接生产施工质量，特制订本工艺。 一、焊前准备 1、根据施焊结构钢材的强度等级，各种接头型式选择相应强度等级牌号焊条和合适焊条直径。 2、当施工环境温度低于零度，或钢材的含碳量大于%及结构刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃-100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100毫米。 3、工件厚度大于6毫米对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿应开切V型或X型坡口，坡口角为60度，钝边P=0-1毫米，装配间隙为0-1毫米，当板厚差≥4毫米时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理。 4、焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃*2保温2小时，碱性药皮类焊条焊前必做进行300℃-350*2烘焙，并保温2小时才能使用。 5、焊前接头清洁要求：在坡口或焊前两侧30毫米范围内，应将影响质量的毛刺，油污，水，锈脏物，氧化皮等必须清洁干净。 6、在板缝二端如余量小于50毫米时，焊缝二端应加引弧，熄弧板，其规格不小于50*50毫米。 二、焊接材料的选用 1、首先应考虑，母材强度等级与焊条强度等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。
2、考虑物件工作环境条件，承受动、静载荷的极限，高应力或形状复杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性好的低氢型焊条。 3、在满足使用性能和操作性能的前提下，应适当选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。 三、焊接规范 1、应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流（如表）。 板厚（mm）焊条直径（Φ：mm）焊接电流（A：安倍）备注 3 80-90 不开坡口 8 110-150 开V型坡口 16 160-180 开X型坡口 20 180-200 开X型坡口 该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10-15%，大于16毫米板厚焊接底层选Φ焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。 2、为使对接焊缝焊焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。 3、厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。 4、对接焊缝正面焊接后，反面使用碳气刨扣槽，并进行封底焊接。 四、焊接程序 1、焊接板缝，有纵横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接缝。 2、焊缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或逐步码焊法。 3、结构上对接焊缝与角接焊缝同时存在时，应先焊板的对接焊缝，后焊物架对接焊缝。最后焊物架与板的角焊缝。 4、凡对称物件应从中央向前尾方向开始焊接，并左、右方向对称进
铸件充型凝固过程数值模拟 1 概述 欲获得健全的铸件，必先确定一套合理的工艺参数。数值模拟或称数值试验的目的，就是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以及寻求工艺问题的尽快解决办法。 铸件充型凝固过程数值计算以铸件和铸型为计算域，包括熔融金属流动和传热数值计算，主要用于液态金属充填铸型过程；铸件铸型传热过程数值计算，主要用于铸件凝固过程；应力应变数值计算，用于铸件凝固和冷却过程；晶体形核和生长数值计算，主要用于金属铸件显微组织形成过程和铸件机械性能预测；传热传质传动量数值计算，主要用于大型铸件或凝固时间较长的铸件的凝固过程。数值计算可预测的缺陷主要是铸件形成过程中易发生的冷隔、卷气、缩孔、缩松、裂纹、偏析、晶粒粗大等等，另外可以通过数值计算，提出合理的铸造工艺参数，包括浇注温度、铸型温度、铸件凝固时间、打箱时间、冷却条件等等。目前，用于液态金属充填铸型过程的熔融金属流动和传热数值计算以及用于铸件凝 固过程的铸件铸型传热过程数值计算已经比较成熟，逐渐为铸造厂家在实际生产中采用，下面主要介绍这两种数值试验
方法。 1.1 数学模型 熔融金属充型与凝固过程为高温流体于复杂几何型腔内作有阻碍和带有自由表面的流动及向铸型和空气的传热过程。该物理过程遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒定律，假设液态金属为常密度不可压缩的粘性流体，并忽略湍流作用，则可以采用连续、动量、体积函数和能量方程组描述这一过程。 质量守恒方程 ? u/? x+? v/? y+? w/? z= 0 (2-1) 动量守恒方程 ?（ρ u）/? t+u?（ρ u）/? x+v?（ρ u）/? y+w?（ρ u） /?z = -? p/? x+μ(?2u/? x2+?2v/?y2+? 2w/? z2)+ρ g x (2-2a) ?（ρ v）/? t+u?（ρ v）/? x+v?（ρ v）/? y+w?（ρ v） /?z = -? p/?y+μ (?2u/?x2+?2v/?y2+? 2w/? z2)+ρ
焊接工艺规程 规程编号 产品编号2006-61 项目 用户吉亨自动化科技有限公司位号 图号名称DN500 浮头式换热器 版次阶段说明修改标记及处数编制人及日期审核人及日期备注第一版 焊接工艺规程目录
产品名称：DN500 浮头式换热器产品编号：2006-61 序号名称编号页数页次备注 1 产品接头编号表 1 1 2 焊接材料汇总表 1 2 3 接头焊接工艺卡7 10 4 无损探伤委托单 1 11 接头编号表 焊接工艺规程
接头编号示意图： A5 A1A5B1 B5 B1B1 B1A2 B2 B2 B4 B3 B3 B4 D3 D1 D1 D1 D1 D2 D2 D3 D4 D4 D5 JT-11（A5、B5） 07 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 20%RT. .Ⅲ级合格 JT-10(D6) 06 HPSJ-7-2.5/20 SMAW-Ⅱ-6FG-12-60-F3J JT-9(D5) 05 HPS-1-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-8(D4) 04 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-7(D3) 04 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-6(D2) 03 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-6FG-12/60-F3J JT-5(D1) 03 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-6FG-12/60-F3J JT-4(B4) 02 HPWS-2-6(R) GTAW-Ⅰ-5G-2/60-02 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%PT JT-3(B3) 02 HPWS-2-6 GTAW-Ⅰ-5G-2/60-02 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%PT JT-2(A2、B2) 01 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%RT.Ⅱ级合格20% RT.Ⅲ级合格 JT-1(A1、B1) 01 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%RT.Ⅱ级合格20% RT.Ⅲ级合格 接头编号 焊接工艺卡编号 焊接工艺评定编号 焊工持证项目 无损检测要求 焊接材料汇总表 焊接工艺规程 母 材 焊条电弧焊SMAW 埋弧焊SAW 气体保护焊MIG/TIG/MAG
《焊接过程的数值模拟》课程简介 课程编号：02044906 课程名称：焊接过程的数值模拟/ Numerical simulation of welding process 学分:2 学时：32 （课内实验(践)：上机：16 课外实践：） 适用专业：焊接技术与工程专业 建议修读学期：7 开课单位：材料科学与工程学院材料加工工程系 课程负责人：卢云 先修课程：焊接冶金学、计算机基础、VB语言及程序设计 考核方式与成绩评定标准：采用平时成绩+上机考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的50%，平时成绩考核采用作业、上机实验和报告相结合的方式；上机考试成绩占课程考核成绩的50%。 教材与主要参考书目： 主要参考书目：1、焊接数值模拟技术及其应用，汪建华，上海交通大学出版社，2003 2、计算材料学，D.罗伯编著，项金钟、吴兴惠译，化学工业出版社，2002 内容概述： 本课程初步介绍焊接过程中数值模拟技术的一些基本原理，基本方法，研究进展和研究内容。初步探讨使用有限元软件作为平台实现焊接的数值模拟过程。重点介绍焊接热传导在有限元程序中的使用及应用。通过本课程的学习，使学生了解焊接数值模拟的基本方法，学会综合运用其它方面的知识来实现简单焊接过程的数值模拟，并能够对模拟的结果进行有效的分析。初步具备分析和解决焊接工程问题的能力。 This course introduces some basic principles, methods, research progress and contents of the numerical simulation technology in the welding process. The realization of numerical Simulation of welding based on finite element software platform is also discussed briefly. The application of welding heat conduction in the finite element program is emphasized on. Through this course, the students should understand the basic methods of numerical simulation of welding, learn the integrated use of the knowledge of other aspects to achieve a simple welding numerical simulation, and can effectively analyze the simulation results. This course is to present the practical analysis and solve for welding engineering problems.
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析 1.1 焊接变形与焊接应力 焊接时，加热和冷却循环总会导致一定程度的变形，焊接变形对尺寸稳定性以及结构力学性能都有很大的影响，控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。 在钢结构焊接中，焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化，从而在构件中产生复杂的残余应力分布。残余应力是一种自相平衡的力系，当构件承受荷载时，如受拉、受压等，荷载引起的应力将与截面残余应力相叠加，从而使构件某些部位提前达到屈服强度，并发生塑性变形，故会严重降低构件的刚度和稳定性以及结构疲劳强度。 对构件进行焊接，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，焊接中心处温度可达1600℃，高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长，但受到相邻钢材的约束，从而在焊件内引起较高的温度应力，并在焊接过程中，随时间和温度而不断变化，称其为焊接应力。焊接应力较高的部位，甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接残余应力。并且在冷却过程中，钢材由于不能自由收缩，而受到拉伸，于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。 1.2 Ansys有限元焊接分析 为通过对焊接过程的三维有限元模拟分析以及焊接后构件变形及残余应力分布分析，为评估焊接对焊件的影响提供更加合理、有效、可靠的分析数据，并为焊接工艺提供一定的指导，为采用的焊接过程提供一定的分析依据，采用大型有限元计算软件Ansys作为分析工具对焊接过程与焊件的变形与残余应力进行了分析。 ANSYS有2种方式来考虑热分析与力学分析之间的耦合,即直接耦合和间接耦合。 间接耦合法的处理思路为先进行温度场的模拟,然后将求出的结点温度作为体载荷施加在结构中,计算焊接残余应力与变形。即：
焊接工艺 概述 随着电子元器件的封装更新换代加快，由原来的直插式改为了平贴式，连接排线也由FPC 软板进行替代，电子发展已朝向小型化、微型化发展，手工焊接难度也随之增加，在焊接当中稍有不慎就会损伤元器件，或引起焊接不良，所以一线手工焊接人员必须对焊接原理，焊接过程，焊接方法，焊接质量的评定，及电子基础有一定的了解。 一、焊接原理： 锡焊是一门科学，他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，再借助于助焊剂的作用，使其流入被焊金属之间，待冷却后形成牢固可靠的焊接点。 当焊料为锡铅合金焊接面为铜时，焊料先对焊接表面产生润湿，伴随着润湿现象的发生，焊料逐渐向金属铜扩散，在焊料与金属铜的接触面形成附着层，使两则牢固的结合起来。 二、助焊剂的作用 助焊剂是一种焊接辅助材料，其作用如下： ●去除氧化膜。 ●防止氧化。 ●减小表面张力。 ●使焊点美观。 三、焊锡丝的组成与结构 我们使用的有铅SnPb(Sn63%Pb37%)的焊锡丝和无铅SAC（96.5%SN 3.0%AG0.5%CU）的焊锡丝里面是空心的，这个设计是为了存储助焊剂（松香），使在加焊锡的同时能均匀的加上助焊剂。当然就有铅锡丝来说，根据SNPB的成分比率不同有更多中成份，其主要用途也不同。 焊锡丝的作用：达到元件在电路上的导电要求和元件在PCB板上的固定要求。 四、焊接工具 1、电烙铁 ①外热式电烙铁 一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内，用
以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。烙铁头的长短可以调整（烙铁头越短，烙铁头的温度就越高），且有凿式、尖锥形、圆面形、圆、尖锥形和半圆沟形等不同的形状，以适应不同焊接面的需要。 ②内热式电烙铁 由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头（也称铜头）五个部分组成。烙铁芯安装在烙铁头的里面（发热快，热效率高达 85 ％～％％以上）。烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成，一般 20W 电烙铁其电阻为 2.4kΩ左右， 35W 电烙铁其电阻为 1.6kΩ左右。一般来说电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路板、 CMOS 电路一般选用 20W 内热式电烙铁。使用的烙铁功率过大，容易烫坏元器件（一般二、三极管结点温度超过 200℃时就会烧坏）和使印制导线从基板上脱落；使用的烙铁功率太小，焊锡不能充分熔化，焊剂不能挥发出来，焊点不光滑、不牢固，易产生虚焊。焊接时间过长，也会烧坏器件，一般每个焊点在 1.5 ～ 4S 内完成。 ③其他烙铁 1 ）恒温电烙铁 恒温电烙铁的烙铁头内，装有磁铁式的温度控制器，来控制通电时间，实现恒温的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时，应选用恒温电烙铁，但它价格高。 2 ）吸锡电烙铁 吸锡电烙铁是将活塞式吸锡器与电烙铁溶于一体的拆焊工具，它具有使用方便、灵活、适用范围宽等特点。不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。 3 ）汽焊烙铁 一种用液化气、甲烷等可燃气体燃烧加热烙铁头的烙铁。适用于供电不便或无法供给交流电的场合。 2、其它工具 ①尖嘴钳它的主要作用是在连接点上网饶导线、元件引线及对元件引脚成型。 ②偏口钳又称斜口钳、剪线钳，主要用于剪切导线，剪掉元器件多余的引线。不要用偏口钳剪切螺钉、较粗的钢丝，以免损坏钳口。 ③镊子主要用途是摄取微小器件；在焊接时夹持被焊件以防止其移动和帮助散热。 ④旋具又称改锥或螺丝刀。分为十字旋具、一字旋具。主要用于拧动螺钉及调整可调元器件的可调部分。 ⑤小刀主要用来刮去导线和元件引线上的绝缘物和氧化物，使之易于上锡。 五、手工焊接过程
凝固模拟实验 【实验性质】综合性实验；学时：4 ；选做实验 1实验目的 通过模拟实验了解实际高温钢液凝固过程，观察以下三种现象： （1）直接观察自然对流现象，目测其流速，观察宏观组织（Λ形偏析）形成的过程及“沟槽”产生的方位。 （2）观察结晶雨现象导致钢锭底部的负偏析（沉积锥）。 （3）观察凝固过程中氯化铵形成的基本晶形。 2实验原理及设备 2.1实验原理 金属凝固过程是从液态转化为固态的过程，从微观来讲，凝固就是金属原子从无序状态到有序状态的排序过程。也就是液态中无规则原子集团转变为原子按一定规则排列的固态结晶。从宏观来讲，是把液态金属所储藏的热和凝固潜热通过模壁转移到外界，使液态金属转变成为具有一定形状的固体金属。整个凝固过程将发生一系列的物理化学变化。 凝固过程的收缩，密度的差异以及温度场的变化而产生的自然对流现象对钢坯的质量影响是特别显著的。特别是在模铸生产中，大型镇静钢锭由于成分不均匀性而产生Λ形偏析（也就是冶金中常说的倒V形偏析，偏析部位表现在钢锭的柱状晶带上），以及钢锭底部的沉积锥偏析等内部缺陷。 2.1.1 倒“V”形偏析的形成 含有不同物质的熔体在凝固过程中，由于温度、密度、体积以及温度场的变化，液体中会产生对流现象。这种对流现象使流动的液体在通过柱状晶凝固前沿时不易凝固，随着柱状晶的生长延伸而夹入中间，形成带有一定角度的液体流。在选分结晶过程中，高熔点的物质首先结晶，低熔点的物质向液体中扩散，形成液体流中低熔点的物质富集，我们称为正偏析。在钢锭的表现形式称为“Λ”形偏析或称倒“V”形偏析。在钢坯的横断面上通过低倍腐蚀表现得形状又称为“方框形”偏析或称“锭形”偏析。 2.1.2 沉积锥偏析 熔体在凝固过程由于选分结晶，高熔点的物质首先形核结晶称为固体。密度小的物质上浮，密度大的物体自然下落。根据形核机理，在一定温度下会形成大量的晶体，由于其密度大于熔体而下落，在下落过程逐渐长大，此现象称为结晶雨。柱状晶向中心生在阻碍了边沿晶体的下落，在底部形成一个锥体，称为沉积锥。由于高熔点的物质成分富集，所以称为负偏析。 2.1.3 减少偏析生成的措施 （1）提高熔体的纯洁度，减少钢中有害元素。 （2）改善熔体的凝固条件控制浇注过程的注温、注速。 （3）改善熔体凝固过程的动力学条件。 2.2实验方法 本实验采用NH4Cl-H2O溶液模拟钢锭凝固过程，NH4Cl-H2O系二元相图如图1所示。由于NH4Cl-H2O溶液的透明性和NH4Cl-H2O树枝晶体的半透明性，因而可以观察晶体及凝固结构形成的过程，更可形象地观察到晶体的结构。再者氯化铵溶液熔化焓低，便于模拟实验操作。由图1可知，氯化铵溶液的浓度超过19.7%以后为过共晶系，实验中可采用35%的
目录1、模型的建立 1.1创建Points 1.2由Points生成Lines 1.3由Lines生成Edges 1.4由Edges生成Domains 1.5离散化操作 1.6划分2D网格 1.7生成Volumes 1.8离散Volumes 1.9生成体网格 1.10划分换热面 1.11划分1D网格 1.12合并节点 1.13保存模型 1.14组的定义操作 1.15保存 2、焊接热源校核 2.1建立模型并修改热源参数 2.2检查显示结果 2.3保存函数 2.4热源查看 2.5保存热源 2.6高斯热源校核 3、焊接模拟向导设置 3.1材料的导入 3.2热源的导入 3.3材料的定义 3.4焊接过程的定义 3.5热交换的定义
3.6约束条件的定义 3.7焊接过程求解定义 3.8冷却过程求解定义 3.9检查 4、后处理与结果显示分析 4.1计算求解 4 .2导入后处理文件 4.3结果显示与分析
1、模型的建立 1.1创建points 根据所设计角接头模型的规格，选定原点，然后分别计算出各节点的坐标，按照Geom./Mesh.→geometry→point步骤，建立一下十个点：（0，0，0）、（0，0，10）、（0，0，50）、（10，0，50）、（10，0，20）、（10，0，10）、（20，0，10）、（50，0，10）、（50，0，0）、（10，0，0）。 1.2由Points生成Lines 按照Geom./Mesh.→geometry→1Dentities步骤，按照一定的方向性将各点连接成如下图所示的Lines： 1.3由Lines生成Edges 按照Geom./Mesh.→geometry→EDGE步骤，点击选择各边，依次生成如下图所示各Edges：
凝固过程模拟仿真课程论 文 铸造过程数值模拟的研究发展现状 (Research on the development status of numerical simulation of casting process) 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：复合材料1102 学生姓名：不知道 学号：3110703451 指导教师：怯喜周
铸造过程数值模拟的研究发展现状 摘要：随着电子计算机技术的飞速发展，铸造工艺计算机辅助设计CAD，铸件凝固过程数值模拟CAE等多项技术已大量应用于生产实际。工业发达国家制定的下一代制造（NGM）计划所提出的十项关键基础技术中就包括建模与仿真。铸件的凝固过程数值模拟技术主要包括铸件及其工艺的几何造型、三维传热数值计算技术和缺陷判据这三部分，并可对凝固过程中出现的缺陷进行预测，评判铸造工艺设计的合理性，以减少工艺实验的次数，降低工艺设计成本，提高工艺出品率和合格率。 关键词：凝固模拟；数值仿真；铸造CAE；CAD；铸造充型； Research on the development status of numerical simulation of casting process Abstract: with the rapid development of computer technology, computer aided design of foundry technology CAD, numerical simulation of casting solidification process of CAE and many other technology has been widely applied in actual production. Industrial developed countries to develop the next generation manufacturing (NGM) are ten key basic technology plan put forward in includes modeling and simulation. The casting defects of computing technology and criterion of this three part of numerical heat transfer, including 3D geometric modeling and Simulation of the process of casting solidification process numerical, and to predict the defects that appear during the solidification process of casting process design, evaluation of rationality, in order to reduce the times of experiment process, reduce the design cost, increase the process yield and the qualified rate. Keywords: solidification simulation; numerical simulation; CAE CAD; casting; mold filling; 1 前言 凝固在自然界及人类生产实践中占有十分重要的地位。从熔岩冻结为地壳到
数值模拟在铸造充型及凝固过程的应用进展 摘要：综述了铸造过程中数值计算的基本理论，简要介绍了铸造充型及凝固当前国内外发展状况以及所存在的问题，并对铸造过程数值模拟的相关软件进行评述。最后指出合理地利用铸造模拟软件，能够优化铸件的微观组织，提高产品质量，降低产品成本，缩短产品设计和试制周期。 关键词：铸造；充型过程；数值模拟；模拟软件
The Application of Numerical Simulation in Mold Filling and Solidification Process Abstract：The basic theory of numerical calculations is summarized, and a brief introduction of the developing situation and existing problems of the casting mold filling and solidification process at home and abroad，reviewed the numerical simulation software of casting process. In the end, it also clearly shows that it can optimize the casting microstructure, improve the quality, decrease the cost and reduce the design and trial cycle for the products by using the numerical simulation software properly. Key words: Casting; Filling and Solidification process; Numerical Simulation; Simulation Software
PCB板焊接工艺（通用标准） 1.PCB板焊接的工艺流程 1.1PCB板焊接工艺流程介绍 PCB板焊接过程中需手工插件、手工焊接、修理和检验。 1.2PCB板焊接的工艺流程 按清单归类元器件—插件—焊接—剪脚—检查—修整。 2.PCB板焊接的工艺要求 2.1元器件加工处理的工艺要求 2.1.1元器件在插装之前，必须对元器件的可焊接性进行处理，若可焊性差的要先对元器件 引脚镀锡。 2.1.2元器件引脚整形后，其引脚间距要求与PCB板对应的焊盘孔间距一致。 2.1.3元器件引脚加工的形状应有利于元器件焊接时的散热和焊接后的机械强度。 2.2元器件在PCB板插装的工艺要求 2.2.1元器件在PCB板插装的顺序是先低后高，先小后大，先轻后重，先易后难，先一般元 器件后特殊元器件，且上道工序安装后不能影响下道工序的安装。 2.2.2元器件插装后，其标志应向着易于认读的方向，并尽可能从左到右的顺序读出。 2.2.3有极性的元器件极性应严格按照图纸上的要求安装，不能错装。 2.2.4元器件在PCB板上的插装应分布均匀，排列整齐美观，不允许斜排、立体交叉和重叠 排列；不允许一边高，一边低；也不允许引脚一边长，一边短。 2.3PCB板焊点的工艺要求 2.3.1焊点的机械强度要足够 2.3.2焊接可靠，保证导电性能 2.3.3焊点表面要光滑、清洁 3.PCB板焊接过程的静电防护 3.1静电防护原理 3.1.1对可能产生静电的地方要防止静电积累，采取措施使之控制在安全范围内。 3.1.2对已经存在的静电积累应迅速消除掉，即时释放。 3.2静电防护方法 3.2.1泄漏与接地。对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用 埋地线的方法建立“独立”地线。 3.2.2非导体带静电的消除：用离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。
武汉科码焊接操作仿真训练模拟器 产品采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝。 将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实，视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 可实现教师端各项功能，分别是：监控、课程设计、任务设计、学生管理、成绩管理、任务共享和系统设置。教师机用于制定任务，供学生练习和考试，在考试完成后可以查看考试成绩，并对学生进行管理。 1、教师软件功能 （1）监控 选择虚拟焊接设备，向其发送训练或考试任务。每台设备应可以同时接受不同类型的课程，或进入不同的模式。 （2）课程设计 可以对课程内容进行设置，应包括：课程名称、任务等，并可方便的添加和删除。应可以查看课程信息：选择一个节点，显示出该节点的详细信息。 （3）任务设计 应可以对任务内容进行设置，须包括：任务名称、目的、焊机类型、接口类型、焊接位置、坡口类型和母材厚度等。 应可查看该教师设计的任务：选择一个节点显示出该节点的详细信息。 （4）学生管理 应可以新建年级、新建专业、新建班级、新建学生、修改学生信息、删除信息等。 （5）成绩管理 须可以查看自己所管理班级的课程成绩单、学生考试成绩单、任务详细成绩单。须能以文字报告、焊接参数曲线显示训练结果。 （6）任务共享
须实现查看其它教师所设计的任务并能共享。选择要查看的教师，任务列表中须显示出所有的任务，单击某一任务应可以查看任务详细信息。 （7）系统设置 须可将学员列表中的自由设备添加到自己的教学组。可以修改登录密码、设置公差等级的具体参数。 2、管理员功能 须可向虚拟焊接设备发送任务；能查看课程信息、任务信息、学生信息和成绩；对教师进行管理；分配虚拟焊接设备设备。管理员分为七个部分：设备监控、课程设计、任务设计、教师管理、学生管理、成绩管理和系统设置。 （1）设备监控 须可以查看当前焊接设备，通过选择教师（管理员“设备监控”可以“选择教师”，其他功能与教师“监控”相同）、课程及任务向学员机发送任务。 （2）课程设计 管理员端“课程设计”可以“选择教师”，须可以查看其教师名下的课程及详细任务信息。其他功能与教师登录的“课程设计”相同。 （3）任务设计 管理员的“任务设计”须可以“选择教师”，并能查看其任务列表，详细任务信息等。 （4）教师管理 须具有管理员权限的人员，可添加和修改教师账户信息。 （5）学生管理 须可以选择教师，查看其管理的学生信息。 （6）成绩管理 须可以选择教师查看其管理学生的考试信息等。 （7）系统设置 通过设备管理应可以方便的添加和删除设备。通过设备分组须可以给每个教师分配学员。 3.模拟焊接的内容与种类
焊接工艺准备 焊接技术选择 球形封头属于不可展的零件，但生产中冲压加工或旋压加工是毛坯 料展开后的图形都为圆形，所以只需要求出展开后的半径或直径即可， 采用经验法进行计算 Do=KDm+2h Do为包括了加工余量的展开直径；K为经验系数 Dm 中性层直径 ； h 封头的直边高 经查表，由球形封头a：b=1，所以K取1.42由于 由总图可知，Dm=3613+78=3691 h=0 ,因此Do=1.42X3691=5167.4mm 由标准钢板的规格限制以及展开计算可以得知，需要多块钢板， 因此采用拼焊缝技术，并选用埋弧自动焊。 焊缝坡口的选择和制备 （1）焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计，应遵循以下原则： a.焊缝填充金属尽量少； b.避免产生缺陷； c.减少残余焊接变形与应力； d.有利于焊接防护； e.焊工操作方便； f.复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。 （2）由主材为2.25Cr-1Mo，以及标准抗拉强度，因此采用冷加工方法 加工坡口，由钢板的厚度比较大，考虑材料的成本以及毛坯直径过大， 应采用单面外向的坡口。 （3）坡口制备 1 、碳素钢和标准抗拉强度不大于540MPa的碳锰低合金钢可采用冷 加工 ,也可采用热加工方法置备坡口。
2 、标准抗拉强度大于540MPa的碳锰低合金钢、铬钼低合金钢和高合金钢宜采用冷加工法.若采用热加工方法,对影响焊接质量的表面层,应用冷加工方法去除。 3、 焊接坡口应保持平整,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷,尺寸符合图样规定。 4 、坡口表面及两侧(手弧焊各10mm,埋弧焊、气体保护焊各20mm,电渣焊各40mm)应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。 5 、奥氏体高合金钢坡口丙侧各100 mm范围内应刷涂料,以防止沾附焊接飞溅。 6、按焊接技术要求加工坡口，坡口两侧30mm范围内清理污物，然后按焊接工艺施焊； 7 、焊条、焊剂按规定烘干、保温;焊丝需去除油、锈;保护气体应保持干燥。 焊接材料的选择 （1）埋弧焊的焊丝主要有实心焊丝和药芯焊丝两种，生产中主要使用前者。焊丝直径的选取依用途而定，自动埋弧焊一般使用直径为（3-6mm）的焊丝，以发挥埋弧焊大电流和高熔敷率的有优点。 焊丝直径 （mm） 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 电流范围，A 115- 500 125- 600 150- 600 200- 1000 340- 1100 400- 1300 600- 1600 焊丝H08MnA、H08A、广泛用于压力容器等行业，更适用于中、厚板的焊接，三者均属于中锰中硅型焊丝，与中锰、硅的焊剂相匹配，对母材上的锈迹不敏感，焊道成型及脱渣性能优良。 其主要参数如下： 牌号
第一章绪论 1．1选题的背景及意义 铸造行业是一个古老而又非常重要的传统行业，具有数千年的历史。无论过去还是现在，无论发达国家还是发展中国家，铸造行业对国民经济的发展都起着十分重要的作用。据有关资料统计，铸件(按重量计)在机床、内燃机、重型机器中占70％～90％，农业机械中占40％--70％。此外，在冶金工业、能源工业的水电站、火电站与核电站、航空、航天等产业部门都发挥着重要作用。 铸造技术随着科学技术和生产机械化的发展而获得了巨大发展，但我国铸造行业的技术水平与国外相比有较大差距，它严重制约着我国国民经济的发展。我国铸件年产量已超过1000万吨。居世界第二，但其中高性能、优质铸件的比例只占20．7％，丽美国已占40．7％(1998年统计)；精密铸件比例只占2％，而美国已占13％(1994年统计)。又如，服务予航空、航天工业的精密熔模铸造业，全世界销售额为52.3亿美元，其中美国为24.8亿奖元，占47.4％，而中国仅1．8亿美元，只占3.4％。另外，我国铸件重量平均比国外重10％、20％，劳动生产率低5～8倍，而能耗高2倍。再以汽车发动机缸体铸件为例：我国生产的发动机缸体铸件平均壁厚为5.5～6.0mm，而国外只有3.5-4.5mm。我国的轿车生产已有多年历史，但目前发动机铸铁缸体质量仍然是关键技术问题。 铸件充型凝固过程计算机模拟仿真是铸造学科发展的前沿领域，是改造传统铸造产业的重要途径。经历了数十年的努力，铸件充型凝固过程计算机模拟仿真发展已进入工程实用化阶段。铸造生产正在由凭经验走向科学理论指导。铸件充型凝固过程的数值模拟，可以帮助工作人员在实际铸造前对铸件可能出现的某些缺陷及其大小、部位和发生的时间予以有效的预测，在浇注前采取对策以确保铸件的质量。缩短试制岗期，降低生产成本。计算机技术的突飞猛进使得这一梦想成为现实。 1．2用计算机技术改造传统铸造行业 1．2．1 铸造过程计算数值模拟的国内外研究概况 随着计算机技术的迅猛发展，计算机在铸造中的应用越来越广泛。60年代初，杰·麦德弗洛桑德把戴森摩尔等人在工程应用中提出的有限差分近似法第一次用于铸造凝固过程的传热计算，开始了铸件凝固的过程模拟。此后，美国密西根大学的曼.万等人以及日本的大中逸雄等相继开始了凝固过程模拟，并取得了显著的进步。在第50届国际铸造年会举办的“凝固过程计算机模拟”专题讨论会上，深入讨论了铸件凝国过程数值模拟在研究微观组织结构和铸件性能等方面的应用，总结了凝固过程模拟所依据的。系列关系式，并设想利用这些关系式将几何
simufact.welding焊接模拟教程 案例文件，请使用simufact.welding3.1.0及以上版本打开 之前一直都是发的forming的教程，而simufact.welding网上的资料相对较少，其实simufact.welding软件也是一款很不错的软件，以往我们做焊接非线性大多数都是用marc，但是marc那个不人性化的界面，以及建模的复杂，让新手们望而却步。simufact基于marc和ife.weldsim两个求解器，取长补短，开发了极易使用的焊接模拟软件，今天我就带大家一起来体验一下吧。欢迎捧场噢！ 1、打开simufact.welding3.1.0软件。点击新建按钮创建一个新的仿真模拟。 2、在弹出的界面中设定工作名称及保存位置。点击ok确定 3、在新弹出的界面中，设定重力方向、工件数量、工作平台数量、完全固定夹具数量、力固定夹具数量、机械手数量，设定完成后点击ok确定 重力方向：按照实际与所建立的几何模型坐标系来设定。如图所示，模型空间坐标系如下图所示，焊接构件放置于地面工作平台上，因此设定重力方向为Z的负方向。 工件数量：图示为两个工件焊接，上方柱形构件及下方平板行构件。数量设置为2 工作平台：起支撑作用，图示，蓝色构件下面的黄色构件为工作平台，一些复杂形状的构件焊接时，内部支撑夹具形状要复杂一些，但是道理是一样的。它们对工件起到支撑作用。 完全固定夹具：根据实际中夹具工装设定，意为XYZ方向均不可动。 里固定夹具：施加一定的力，使工件固定。如图示蓝色板类件上面的四个小圆柱，通过它们施加一定的力，让构件压在工作平台上。 机械手数量：焊接工艺中用到的机械手数量，有些工艺需要多个机械手同时进行焊接，按照实际定义即可。本案例为一个机械手，顺序焊接底部四条直线焊缝，没道焊缝之间间隔一段时间（机械手转向）。
目录 1、T型接头模型的建立 1.1创建Points (1) 1.2由Points生成Lines (1) 1.3由Lines生成Edges (2) 1.4由Edges生成Domains (2) 1.5离散化操作 (3) 1.6划分2D网格 (5) 1.7生成Volumes (6) 1.8离散Volumes (8) 1.9生成体网格 (10) 1.10划分换热面 (11) 1.11划分1D网格 (12) 1.12合并节点 (13) 1.13保存模型 (14) 1.14组的定义操作 (15) 1.15保存 (17) 1.16小结 (17) 2、焊接热源校核 2.1网格的建立 (18) 2.2材料的导入及定义 (20) 2.3热源过程参数的定义 (20) 2.4求解 (21) 2.5热源显示 (21) 2.6修改参数 (22) 2.7热源校核 (22) 2.8检查显示结果 (23)
2.9保存函数 (24) 2.10热源查看 (24) 2.11保存热源 (25) 2.12小结 (25) 3、焊接模拟向导设置 3.1材料的导入 (26) 3.2热源的导入 (26) 3.3材料的定义 (27) 3.4焊接过程的定义 (27) 3.5热交换的定义 (28) 3.6约束条件的定义 (28) 3.7焊接过程求解定义 (28) 3.8冷却过程求解定义 (29) 3.9检查 (29) 3.10小结 (31) 4、后处理与结果显示分析 4.1计算求解 (32) 4 .2导入后处理文件 (32) 4.3结果显示与分析 (33) 4.4小结 (36)
1、T型接头模型的建立 1.1创建Points 根据所设计T型接头模型的规格，选定原点，然后分别计算出各节点的坐标，按照Geom./Mesh.→geometry→point步骤，建立以下13个点：P1（-25,0，-10）、P2(7,0，-10)、P3(10，0，-10)、P4(13,0，-10)、P5(35,0，-10)、P6(35,0,0)、P7(10,0,0)、P8(10,0,30)、P9(0,0,30)、P10(0,0,3)、P11(-1.5,0,1.5)、 P12(-3,0,0)、P13(-25,0,0)如下图所示： 1.2由Points生成Lines 按照Geom./Mesh.→geometry→1Dentities步骤，按照一定的方向性将各点连接成如下图所示的Lines：