国家标准《铝合金力学熔点测试方法》预审稿(编制说明)

《国家标准《铝合金力学熔点测试方法》预审稿(编制说明)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家标准《铝合金力学熔点测试方法》预审稿(编制说明)（19页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、国家标准铝合金力学熔点测试方法编制说明标准起草组2023 年 3 月 12 日目录1 工作简况 1.1.1 制修订本标准的方法概述及立工程的11.1.1 制修订本标准的必要性 1.1.1.2 适用范围 8.1.1.3 可行性分析 8.1.1.4 拟要解决的主要问题 9.1.2 标准编制任务来源101.3 编制单位、起草人及其所作工作101.4 编制过程102 标准编制原则 1. 12.1 标准争论的预期目标112.2 主要技术路线 1. 13 标准主要内容确实定依据 1. 24 标准水平分析 1. 45 与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套状况156 标准中如涉及专利，应有明确的

2、学问产权说明157 重大分歧意见的处理经过和依据158 标准作为强制性或推举性国家或行业标准的建议159 贯彻标准的要求和措施建议1510 废止现行有关标准的建议1611 技术先进性、创性、标准实施的预期作用和效益16铝合金力学熔点测试方法国家标准编制说明1 工作简况1.1 制修订本标准的方法概述及立工程的1.1.1 制修订本标准的必要性铝合金比强度高、成形性好、耐蚀性强以及优异的焊接性等特点， 是轻量化设计的首选材料，广泛应用于轨道交通、汽车、航天航空、船舶等领域。焊接作为轻量化最重要的材料加工技术之一，牵涉到传 热传质、熔化凝固、组织演化、塑性变形、流体流淌等简单的热学、冶金学和力学现象的

3、多场耦合过程。铝合金焊接接头经受焊接热循环， 导致微观组织、力学性能以及几何特征的不均匀性，同时由于焊接变 形及剩余应力的存在，影响焊接构造后续的装配及尺寸稳定性，降低 构造的承载力量、疲乏寿命以及抗腐蚀性能等。在轨道交通领域，尤其是高速列车车体关键部件，均承受铝合金型材或板材焊接拼装而成，高速列车的车顶、侧墙、底架等承受 A6N01 铝合金型材焊接而成，枕梁、抗蛇形减振器座等承受 A7N01 铝合金型材和板材焊接而成，车头承受 6082 铝合金焊接而成。焊接变形将会影响后续的装配，比方车顶和侧墙的拼装、枕梁的安装等，它们对尺寸精度要求高，实际生产承受反变形措施、焊后矫形处理等方法掌握焊接变形

4、，但是必需准确把握焊接变形的大小及分布特征，科学合理地制定焊接变形掌握工艺；高铁运行自然环境简单，涉及冰雪掩盖的高寒地带、高寒风沙区、热带海岛等，这对车体构造服役牢靠性提出了更高的要求。焊接剩余应力的存在将会影响铝合金车体构造的服役性能如应力腐蚀性能、疲乏寿命等，图 1 是高速列车枕梁的疲乏失效。因此，把握高速列车车体关键部位的焊接剩余应力分布与演10变规律，为评价和提高车体构造服役牢靠性供给关键支撑数据。图 1 车体枕梁疲乏裂纹在船舶领域，主船体的主要部件和上层建筑关键部件，铝合金板材和板材、板材和型材之间大多承受焊接拼装而成，一般船用铝合金主船体承受 5083 和 5086 等铝合金板材焊

5、接而成，高端舰船和高速游艇等承受 5059 和 5456 等铝合金板材焊接而成，在船体上层建筑和直升机平台承受 6082 和 6061 型材焊接而成，LNG 船罐体承受 5083-O 铝合金板材和型材焊接而成。船舶上层构造中舷窗常用的铝合金型材为 6063 铝合金，桅杆、舷梯常使用 6063 与 6061 铝合金型材。船体构造中铝-镁系合金应用率较高，由于铝及铝合金的线膨胀系数约是钢的 2 倍，凝固时体积收缩率约为 6%7%，因此焊接过程中往往会由于较大的收缩内应力而导致某些焊接裂纹。另外铝合金的弹性模量约是钢的 1/3，刚性较差，在一样的构造条件下，铝合金构件的焊接变形要比钢大得多。船舶运行

6、环境差，周期长，长期涉水，常常停靠碰撞，海上气候多变，这对船体体构造服役牢靠性提出了更高的要求。焊接剩余应力的存在将会影响铝合金车体构造的服役性能如应力腐蚀性能、疲乏寿命等。在航天航空领域，铝合金焊接是连接技术中的一局部，是制造技 术的重要组成局部，同时也是航空飞机、航空航天发动机、容器、管路和一些周密器件制造中不行缺少的技术。在航空飞机、发动机和航 天器的研制和生产中，铝合金焊接技术已经成为主导工艺方法之一。焊接技术的进步与进展不仅能够减轻飞机、发动机的重量，而且还为 航空飞机、发动机以及航天器构造设计供给技术支持，促进航空飞机、发动机性能的提高。用激光焊接技术取代传统的铆钉进展铝合金飞机

7、机身的制造从而减轻飞机机身重量近 20，提高强度近 20。在飞机蒙皮、壁板的制造中, 大量承受铝合金等材质的薄壁焊接构造，蒙皮与骨架组成的 T 型连接构造件成为设计的主流，这类构造重量轻、强度高, 可以提高产品的有效载荷系数。空中客车公司经过8 年努力， 成功地承受激光焊接技术代替铆接技术，实现了A340 飞机的全部铝合金内隔板的激光加工，使机身的重量减轻了 18，制造本钱降低了近 25，随后又将激光焊接加工技术推广应用到 A318、A380 飞机。航天储箱构造是航天运载器(火箭、航天飞机、等)的重要部 件，储存燃料并承受全部的构造载荷。我国早期承受 Al-Mg 系合金5A03、5A06 作为

8、第一代储箱构造材料，该材料是承受钨极氩弧焊单面焊双面成形的方法焊接。到今日储箱材料已经进展到了第 3 代铝锂合金，其关键制造工艺焊接技术始终连续。但是由于铝合金的热膨 胀系数大、导热系数大和散热速率快的特别性，在构件焊接中易消灭 剩余应力和焊后变形量问题。焊接应力与变形是打算焊接构造质量安 全牢靠性的重要因素。焊件中假设是有较大的应力与变形存在，会导致 焊接接头产生裂纹缺陷，焊接应力与变形还会对焊接构造的疲乏强度、断裂韧性和外形尺寸精度产生不利的影响。因此，把握焊接应力与变 形分布及变化规律，实行合理恰当的措施消退与掌握，对于焊接构造 的设计与制造工艺有重要意义。以机翼壁板为例，其装焊后运行环

9、境 简单，在万米高空的低温低压环境及高温的热带海岛等，对装配后的尺寸精度、应力腐蚀、疲乏寿命及断裂韧性要求极高，获得机翼壁板的装配过程中关键部位的剩余应力分布与演化规律，可为评价和提高飞机服役牢靠性供给关键支撑数据。图 2 机翼焊接在能源紧缺和环境污染严峻的形势下，汽车轻量化的研发已成为 汽车产业进展的必定趋势。由于铝合金轻量化效果明显，并具有质量 轻、抗腐蚀力量强、耐用性好及削减行人撞击损害等显著优点，促使铝合金在车身上的应用逐步扩大。用于汽车车身板的铝合金主要有2023 系、5000 系、6000 系、7000 系合金。其中 5000 系、6000 系最适合代替钢板。5000 系Al-Mg

10、是热处理不行强化合金，通过 Mg 元素产生固溶强化效应，使其成形性和抗腐蚀性能提高，但该系合金 只能承受加工硬化方式来提高强度。使用状态多为退火态，常用于汽 车内板等外形简单的部位，如汽车发动机内盖板。6000 系合金能在淬火后较低屈服状态下供货，具有良好的冲压性能，并能在最终的烤 漆处理中进一步实现强化，适用于外板等强度、刚度要求高的部位， 主要用于汽车外掩盖件。目前使用较多的6000 系合金主要有 AA6111、AA6022北美车企使用，AA6016欧洲车企使用，AA6016、AA6022、 AA6111日本车企使用。铝合金汽车板在轧制过程、冲压过程、热处理过程及后续焊接成形过程中均会引入

11、剩余应力。剩余应力的存在 会引起变形，这将降低汽车板的尺寸精度和板形质量。同时汽车板中 的剩余应力也会降低材料的耐腐蚀性。车架在焊接时，由于加热和冷 却不均匀、焊缝的收缩、焊缝的刚性和约束都会导致剩余应力的产生，引起整个车架的变形。图 3 供给了由于焊接剩余应力造成的裂纹与变形。图 3 汽车领领域铝合金在兵器工业领域，铝合金始终是兵器工业中重要的金属材料，是武器轻量化的首选轻质材料，在军用战车、高强铝合金弹壳、铝合金装甲、战术发动机壳体以及各种轻武器上都有广泛的应用，特别在现代战斗对装甲车辆的防护和生存力量提出了更高的要求，不仅要有良好的抗弹性能，而且还要经受不同地形、环境和气候条件的考验，

12、甚至能够水路两用、空运空投，到达装甲车辆防护性能和使用性能的最大化。装甲车辆铝合金基体一般承受焊接连接，马上装甲板、锻件、挤压件、铸件焊接组成一个整体。因此，装甲铝合金材料必需具有较好的焊接性能。现有的装甲铝合金板材一般为厚板，焊接后简洁存在较大的剩余应力，使用过程中有不同程度的应力腐蚀诱发裂纹或者疲乏破坏倾向。一般焊接完成后实行固溶处理，进展预拉伸以消退剩余应力、内应力，或使剩余应力重分布，到达削减变形和降低零部件的应力腐蚀或疲乏失效倾向。同时焊接时承受分段焊接的方法，用以抵消焊接应力，并且可以通过喷丸处理在具有剩余拉应力的外表或焊缝上形成压应力，以抵消简洁造成应力腐蚀裂纹的拉伸应力。另外，

13、 装甲车辆作战环境简单，其并且不像其他领域装备有固定的服役路线， 作为国防装备主力军哪里需要就会在哪里服役，北方严寒、南方湿热、沿海腐蚀等等都对装甲车辆服役牢靠性提出更高的需求，而焊接剩余 应力作为影响铝合金装甲车辆牢靠性的关键影响因素之一，需要我们 充分的了解并把握焊接过程中的应力分布和演化规律，为评价和不断 提高装甲车辆服役牢靠性供给技术支撑。全面准确地评估焊接变形和剩余应力对焊接构造寿命推测以及 完整性评估具有重要的影响。目前剩余应力评估方法主要有测量法和数值模拟法，测量法包括盲孔法、X 射线法、超声波法、中子衍射法、深孔法等，每种方法均有它的优点及缺乏之处，而且测量法周期长、费用高，很

14、难全面地反映整个构造件的整体应力分布。承受科学的数值模拟技术和少量的试验验证相结合的方法，将争论模式从“理论 试验生产”转变为“理论计算机模拟生产”，是当今信息时代进展的趋势，在产品设计、工艺制定及优化、构造安全性评估等方面供给重要支持，不仅节约大量人力物力，而且提高焊接热加工的科学水平。焊接变形和剩余应力的产生是由于剩余压缩塑性应变所导致的， 在焊接数值模拟中将高温非弹性应变当作压缩塑性应变进展处理，这 种做法往往是错误的，影响焊接变形及剩余应力数值模拟结果的准确 性。由于温度超过某一温度后，材料将发生蠕变、塑性恢复和再结晶过程，非弹性应变不再发生应变硬化，前期加热产生的应变硬化由于 塑性恢

15、复和再结晶过程而消逝。因此，在焊接数值模拟中必需考虑高 温非弹性应变，通常设置一个温度，即力学熔点，当焊接温度到达并 超过力学熔点时，高温累积塑性应变清零，当温度冷却到力学熔点后， 塑性恢复。在已有的争论中，力学熔点确实定均承受假设法。在焊接数值模拟准确性争论方面，早在 2023 年欧洲启动了 NET 工程，承受数值模拟和试验测试技术相结合，对焊接过程热源模型、硬化模型、力学熔点、相变模型等进展了敏感性争论，经过十多年的验证和改进，标准了焊接数值模拟过程，提高了焊接数值模拟结果的牢靠性。但是关于力学熔点方面，均承受假设法。针对 316L 不锈钢的力学熔点温度掩盖范围从 800C 到 1400C

16、，不同争论者分歧较大。假设力学熔点分别为 800C 和 1400C 时计算的横向和纵向剩余应力比较见图 2。从图中可以看出，力学熔点越高，模拟的剩余应力越高，尤其是纵向剩余应力。图 2 沿焊缝纵向焊缝中心外表下 2mm 位置的模拟值与实测值关于铝合金焊接数值模拟，目前国内外的争论主要侧重于材料软化、硬化模型的争论，而对铝合金的力学熔点并未关注。中车青岛四方机车车辆四方股份与上海交通大学合作，开展了告知列车常用铝合金力学熔点对焊接剩余应力和变形的影响进展了敏感性分 析，觉察力学熔点值越大，变形值越大见图 3，剩余应力峰值越高，峰值应力的位置也发生变化见图 4。因此，开展铝合金力学熔点测试方法的争

17、论，提高焊接数值模拟结果的牢靠性，具有重要的争论意义和工程应用价值。国家“”进展战略提出，到 2023 年形成足以支撑国家“一带一路”、“走出去”和“制造强国”战略、满足全球市场需求的国际化轨道交通技术、标准、装备和效劳力量体系。目前国内外还没有关于材料力学熔点的测试方法及标准，因此开展铝合金力学熔点测试方法研究并形成测试标准，符合国家“”进展战略规划，具有格外重要的理论意义和工程应用价值。a630Cb510C图 3 力学熔点对变形的影响1.1.2 适用范围图 4 力学熔点对剩余应力的影响本标准适用于铝合金的力学熔点测试，以用于铝合金热加工过程如焊接、热处理等的数值模拟，提高数值模拟结果的准确

18、性。1.1.3 可行性分析中车青岛四方机车车辆股份前期开展了高速列车铝合金力学熔点测试技术争论，针对A6N01、A7N01、6082 和 5083 铝合金，进展了力学熔点测试热循环特征参数的争论、试样尺寸标准的争论、均温区评估方法的争论、力学熔点测试方法及数据有效性评判方法的争论、力学熔点验证方法的争论等，积存丰富的测试阅历和数据分析方法，为本标准的顺当制定供给了技术支持。承受科学的数值模拟技术和少量的试验验证相结合的方法，将争论模式从“理论试验生产”转变为“理论计算机模拟生产”，是当今信息时代进展的趋势，在产品设计、工艺制定及优化、构造安全性评估等方面供给重要支持，不仅节约大量人力物力，而且

19、可以提高热加工的科学水平，实现智能热制造。本标准的制定为数值模拟技术供给牢靠的材料力学本构模型测 试方法，弥补现有假设法缺乏，提高数值模拟结果的牢靠性，为数值模拟技术在轨道交通、航天航空、汽车、船舶等领域的广泛应用供给了重要的理论支撑，同时也为本标准的推广供给了宽阔的应用领域。1.1.4 拟要解决的主要问题本标准为国内首次提出，开展铝合金力学熔点测试方法的争论， 解决现有数值模拟中力学熔点假设法的缺乏。围绕力学熔点测试，开展以下几方面的争论：l 热循环特征参数确实定焊接热循环是指在焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度由低到高，到达最高值后，又由高到低这一随时间变化的过程， 其特征是加热

20、和冷却速率快，温度梯度大，主要特征参数包括加热速率、峰值温度、冷却速率等，为了准确模拟焊接热循环过程，需要开展热循环特征参数确定方法的争论，作为热模拟试验的输入参数。l 试样尺寸标准的制定铝合金焊接过程中，加热速率一般在150C/s300C/s，而试样平行段长度、截面积大小不仅影响试样的加热速率，而且影响试样的整个刚性，在强制约束条件下，可能产生弯曲变形，影响应力应变的演化规律。因此，为了准确真实地模拟焊接过程，需要标准力学熔点测试试样的尺寸，确保试验尺寸满足加热速率的要求，也能保证试样不发生弯曲变形。l 均温区的争论在力学熔点数值模拟验证中，承受热弹塑性有限元法模拟热模拟试验过程，需要确定均

21、温区的大小，施加温度载荷，确保模拟的温度场与实际的温度场具有较好的吻合性，比较热模拟试验过程应力演化计算值与实测值，从而验证铝合金力学测试结果的牢靠性。力学熔点测试标准及数据有效性判定方法基于热循环特征参数、试样尺寸标准以及均温区的争论，建立铝合金力学熔点测试标准，提出力学熔点测试数据的有效性评价方法以及力学熔点计算方法。1.2 标准编制任务来源依据“国家标准委关于下达 2023 年第三批国家标准制修订打算的通知”国标委综合202360 号，打算编号：20231996-T-610，第494 项要求，铝合金力学测试方法由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口，中车青岛四方机车车辆股份起草，上海交

22、通大学、山东南山铝业股份、国合通用测试评价认证股份公司、中国兵器工业第五二争论所烟台分所、龙口市丛林铝材、广西南南铝加工、中车唐山机车车辆、东北轻合金有限责任公司等单位共同参编，本标准打算于 2023 年 6 月份完成。标准的性质为推举性标准。1.3 编制单位、起草人及其所作工作中车青岛四方机车车辆股份标准起草单位，主要工作包括：联络各参编单位，落实各单位联系人，初步制定编制组构成及分工等；组织召开标准编制启动会和工作会议；起草铝合金力学测试方法推举国家标准建议书、标准草案、标准征求意见稿、编制说明等。2023 年 4 月编制组依据征求意见，标准名称改为铝合金材料 力学熔点试验方法。1.4 编

23、制过程依据国家标准化治理委员会“关于下达 2023 年第三批国家标准制修订打算的通知” 国标委综合202360 号， 打算编号： 20231996-T-610，第 494 项要求，中车青岛四方机车车辆股份起草，上海交通大学单位参编。2 标准编制原则2.1 标准争论的预期目标本标准建立热循环特征参数确定方法、力学熔点测试试样尺寸标准、均温区确定方法、力学熔点测试方法以及数据有效性推断方法、力学熔点计算方法等，形成铝合金材料 力学熔点试验方法国家标准，实现数值模拟的精准建模，有助于数值模拟技术的推广和应用。2.2 主要技术路线本标准的技术路线如图 5 所示，通过温度测试或者数值模拟方法， 获得铝合

24、金焊接特定预设温度的热循环曲线，承受分段加热的方法确 定热循环特征参数；以 550C 的热循环特征参数作为试样尺寸标准的热循环条件，建立试样尺寸标准的评价方法和指标，确定试样尺寸范 围；承受试验测试或热电耦合数值模拟方法，确定试样的均温区尺寸。通过热循环特征参数、试样尺寸标准及均温区确实定，建立力学熔点 测试方法，分别针对轨道交通用铝合金、航天航空用铝合金、汽车用铝合金、船舶用铝合金、兵器工业用铝合金等进展力学熔点测试，建立测试数据有效性评价方法和力学熔点计算方法，最终形成铝合金 材料 力学熔点试验方法国家标准征求意见稿。图 5 技术路线3 标准主要内容确实定依据针对本标准主要内容确实定依据，

25、进展逐点说明：l 5.1.2 试验机应保证最大加热速率不低于 300C/s。热加工过程中，以焊接为例，焊接是一个局部快速加热随后快速冷却的过程，距离焊缝中心的越近，加热速率越快，其加热速率范围一般在 100C/s300C/s。因此，为了准确模拟焊接热循环过程，试验机应保证最大加热速率不低于 300C/s。l 6.1 外形与尺寸试样的外形和尺寸参考 GB/T 16865变形铝、镁合金及其加工制品拉伸试验用试样及方法确定，同时依据试验要求进展优化，具体如下：热模拟试验中，试样两端刚性固定，因此，选择带圆孔的矩形试样，夹具上安装一个固定销，通过固定销及夹具作用，使得试样在加热冷却过程中不会发生移动。

26、试样的尺寸需要满足两个条件：1满足加热速率的要求，即在热模拟试样中，实测的加热速率与预设的加热速率应全都；2由于试样为刚性固定，加热冷却过程，试样不能发生弯曲变形。为了满足以上两个条件，编制组开展了力学熔点测试试样尺寸标准试验，设计了 3 种厚度、13 种尺寸的试样，通过 8 种铝合金材料的试验验证， 获得了标准试样尺寸，在标准中供给了试样推举尺寸。试样标准尺寸的试验验证结果见铝合金力学熔点测试方法试验验证报告，试验结果说明，提出 k 型、l 型和 m 型三种试样尺寸均能满足尺寸标准的要求。l 7.3 热循环特征参数确实定热循环是指在热加工过程中工件上某点的温度由低到高，到达最高值后，又由高到

27、低这一随时间变化的过程，其特征是加热速率高， 高温停留时间很短，主要特征参数包括加热速率、最高温度和冷却速率等。为了准确模拟热循环过程，需要获得热循环曲线，确定热循环的主要特征参数，作为热模拟试验机的根本输入参数。为了防止热模拟试验温度过高，提出了分段加热的方法，将加热阶段分为两阶段，确定了两阶段的热循环特征参数及其相关性，具体试验验证结果见铝合金力学熔点测试方法试验验证报告。l 7.5 均温区确定在力学熔点数值模拟验证中，承受热弹塑性有限元法模拟热模拟试验过程，需要确定均温区的大小，施加温度载荷，确保模拟的温度场与实际的温度场具有较好的吻合性。均温区确实定方法包括试验测试法和热电耦合数值模拟

28、。本标准提出了试验测试法，即在热模拟试验中，将一个热电偶点焊在试样的中心，另外两个热电偶点焊在距离试样中心肯定距离的地方，依据每个热电偶测试的最高温度，建立最高加热温度与试样中心距离之间的关系，通过非线性拟合，计算T-5CT温度范围的距离作为均maxmax温区尺寸。编制组为了验证测试法的牢靠性，针对 8 种铝合金开展了均温区试验，具体验证结果见铝合金力学熔点测试方法试验验证报告。7.6 力学熔点测试力学熔点测试的温度范围选择 200550，对于铝合金材料， 屈服温度一般超过 200，因此，假设选择温度低于 200，热模拟试验后的剩余应力一般为零，而且无法确定屈服温度和屈服应力。温度超过 550

29、，铝合金已经完全固熔，随着温度的增加，剩余应力根本没有变化，而且随着温度的增加，点焊的热电偶在试验过程中简洁脱落。试验前承受塞尺和游标卡尺测量试样的挠曲变形、试样平行段的厚度和宽度，依据试样尺寸公差评判试样是否合格，以确保热模拟试验过程，试样不发生弯曲变形以及试验结果的重复性。试验测试结果是随机离散的，为了评价试验结果的牢靠性和重复 性，编制组设定每个预设峰值温度测试试样数应不少于 5 个，提出了以 95%的置信度评价力学熔点测试结果的牢靠性，同时提出以屈服温 度、屈服应力和剩余应力三个因子同时满足 95%的置信区间，确定力学测试结果的有效性。同时，本标准规定了“假设有试样不在置信度区间，应双

30、倍取样进展补测，确保 5 个试样数据在 95%的置信度区间”，提高了力学熔点测试结果的牢靠性和重复性。铝合金力学熔点测试及数据有效性推断见铝合金力学熔点测试方法试验验证报告。4 标准水平分析本标准依据我国市场状况首次制定。本标准在编制过程中进展了大量的数据收集和测试工作，同时兼顾了轨道车辆、船舶、航天航空、汽车、兵器等领域的常用铝合金型材和板材。通过文献检索、网上查询，国内外没有关于铝合金力学熔点测试方法的相关国家、行业标准。承受科学的数值模拟技术和少量的试验验证相结合的方法，将争论模式从“理论试验生产”转变为“理论计算机模拟生产”，是当今信息时代进展的趋势，在产品设计、工艺制定及优化、构造安

31、全性评估等方面供给重要支持，不仅节约大量试验所需人力物力，而且提高焊接热加工的科学水平。在很多数值模拟的文献中，争论人员承受假设法设置材料力学熔点，影响了数值模拟结果的牢靠性，因此迫切需要制定该方法的国家标准，对力学熔点测试做出标准。综上所述，本标准的综合水平到达国际先进水平5 与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套 状况无。6 标准中如涉及专利，应有明确的学问产权说明无。7 重大分歧意见的处理经过和依据无。8 标准作为强制性或推举性国家或行业标准的建议建议本标准作为推举性国家标准。9 贯彻标准的要求和措施建议组织措施技术措施过渡方法10 废止现行有关标准的建议本标准为首次提出，无

32、废止现行有关标准的建议。11 技术先进性、创性、标准实施的预期作用和效益本标准为首次提出，国内外没有现行相关标准。在标准制定过程中，承受了仿真技术及测试技术确定了热循环特征参数、试样标准尺寸、均温区尺寸，确保了力学熔点测试的可重复性及牢靠性。提出了分段加热的热循环特征参数，避开了大梯度热循环曲线峰值温度偏离的缺乏；标准的试样尺寸确保了刚性拘束试样不发生弯曲变形，满足加热速率的要求；提出的均温区模拟方法可以准确有效确实定均温区尺寸；提出了以屈服温度、屈服强度以及剩余应力满足 95%的置信度作为评价指标，评价测试结果的有效性。本标准的制定弥补了力学熔点现有假设法的缺乏，增补了仿真数据库。本标准的制

33、定提高了热加工过程仿真计算结果的牢靠性，将争论模式从“理论试验生产”转变为“理论计算机模拟生产”，在产品设计、工艺制定及优化、构造安全性评估等方面供给重要支持， 不仅节约大量试验所需人力物力，而且提高焊接热加工的科学水平。中车青岛四方机车车辆股份为了全面评估铝合金车体侧墙剩余应力，自 2023 年以来开展了“高速动车组铝合金车体侧墙焊接变形掌握工艺争论-铝合金车体侧墙剩余应力争论”、“A6N01 试制铝型材剩余应力测试”等工程，承受超声波法测量焊接剩余应力，累积测点数为200 多万个，每年测试费用1000 余万元，而后续开展的“焊后矫形数字化模拟技术争论”工程，承受数值模拟方法计算铝合金车顶构

34、造的焊接数值模拟，计算时间只需要3 天，计算费用4 万元。工信部、国防科工局在 2023 年末印发了推动船舶总装建筑智能化转型行动打算2023-2023 年的通知，通知要求推动全三维数字化设计，争论建立多型设计软件的模型导出接口软件、焊接工艺及路径自动规划软件、基于三维模型的焊接工艺离线编程，重点研发基于统一模型的三维设计软件、数值分析与可视化仿真软件，焊接数值模拟分析可推动船舶建筑的智能化。每年各大船厂在焊接剩余应力上的争论和检测费用约在 2023 万元以上，每年由于焊接剩余应力导致失效的损失更是难以估量。航空航天铝合金测试剩余应力承受无损的中子衍射和同步辐射 X 射线衍射等手段，每年费用 2023 余万元。综上所述，建立准确牢靠的仿真技术，替代测试技术，不仅可以更加全面地评价焊接剩余应力和变形，在产品设计、工艺制定及优化、构造安全性评估等方面供给重要支撑，而且大大缩短了工作周期， 节约了很多人力物力。