焊接变形测量方法研究进展-论文.pdf

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1、《热加工工艺》2014年9月第43卷第17期●综述●焊接变形测量方法研究进展刘建伟1,2。魏永强，，蒋志强(1．郑州航空工业管理学院，河南郑州450015；2．西安交通大学机械工程学院。陕西西安710049)摘要：伴随焊接过程产生的焊接变形会对其尺寸精度、外部形状、装配精度、结构特性和使用性能造成显著影响，因而在焊中和焊后对变形进行测量对于了解材料的变形机理，改善焊接工艺，减少焊后应力和变形，提高焊件的承载能力有着重要的理论意义和工程价值。本文回顾了当前主要焊接变形测量手段，分析了各种测量方法的特点、适用性和局

2、限性，重点讨论了近两年来本领域出现的新型光学方法，指出了焊接复杂变形测量中的关键问题和未来发展方向。关键词：焊接变形；激光扫描法；视频测量法；数字图像相关法中图分类号：TP393；TG404文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)17．0005．05ResearchProgressofMeasuringMethodsforWeldingDeformationLIUJianweiL2，WEIYongqiang，JIANGZhiqiang(1．ZhengzhouInstituteofAeronauti

3、calIndustryManagement，Zhengzhou450015，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，Xi'anJiaotongUniversity，Xi~an710049，China)Abstract：Weldingdeformationisoneofthemajorreasonswhichcanaffectthedimensionalprecisionofweldstructure，lowerservicelife，andthestructuraldamag

4、eofweldseam．Thecausesforweldingdeformationandtheefectingfactorsarethekeytoensurethequalityofweldandimprovetheprecisionofweld．Therefore，measuringaccuratelyandquicklyofweldingdeformationhasimportanttheoreticalandpracticalvalue．Thetraditionalmeasuringmethodswer

5、ereviewed．Theadvantagesandsho~ageswereanalyzed．Torealizefull—fielddeformationmeasurementduringmetalsheetweldingprocesses，the3Dopticalmeasuringmethodwerepresented．Andthekeytechnologyandfuturedevelopmenttrendwerepredicted．Keywords：weldingdeformation；laserscann

6、er；videogrammetry；digitalimagecorrelation金属及合金由于易加工、易成形、连接方便等特中瞬时应力、应变的演变过程，同时还可以考察焊接点广泛应用于船舶工业、航空航天飞行器、汽车工业工艺条件对接头残余应力和变形的影响，掌握焊接及大型结构制造领域。因自身厚度等原因在焊接过程变形规律，制定科学的焊接工艺。但多数情况下，由中极易变形，一方面使结构强度和力学性能降低，另于焊接工艺的复杂性，焊接过程中材料力学性能随一方面影响结构件的尺寸精度和表面平整度。焊接过温度呈高度非线性变化，导致收

7、敛困难；高温区的存程中由于时间尺度和空间尺度上的不均匀加热与冷在使得控制数值模拟的精度和稳定性存在一定困却．焊接残余应力和变形的存在不可避免．如大尺寸难。难以准确地预测薄板在焊接过程中的变形分布薄板由于刚度较小在焊后存在不可忽视的残余变形，规律。因此，对焊接过程中的变形分布进行实际测会对其尺寸精度、装配精度和使用性能造成显著影量嘲．可以检验数值模拟的可信性。所得数据还可为响。对结构的焊接变形及应力应变进行研究，对于改焊接变形的控制、焊接工艺设计的选择和预留变形量善焊接工艺以减少焊接应力和焊后变形，提高结构的的确

8、定等提供可靠依据。但是，由于焊接现场存在高承载能力等具有重要的理论意义和工程价值。温、环境恶劣、强电磁干扰、变形影响因素多等原因，目前．国内外学者对焊接变形的研究多采用数传统变形测量手段如应变片、位移传感器等的测量结值模拟方法【】-4]，可以以较低的成本来研究焊接过程果存在较大误差，无法同时测量多点的三维变形，更无法得到焊接表面整个变形场的动态变化过程。近两年开始有学者尝试用视觉方法测