焊趾TIG重熔層激冷處理對殘余應(yīng)力分布影響的研究.pdf

1、本文主要研究如何應(yīng)用有限元法分析平板對接的焊趾TIG重熔層激冷處理對焊趾表面殘余應(yīng)力分布的影響規(guī)律，包括焊態(tài)和焊趾TIG重熔的殘余應(yīng)力的分布。模擬對象為厚度為14mm的焊接鋼板，“V”型坡口對接焊，試驗(yàn)材料是Q345C，是一種非熱處理低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 文中應(yīng)用ANSYS軟件對焊接模型進(jìn)行有限元三維建模，通過單元形心坐標(biāo)比較提取焊縫和重熔處單元，利用ANSYS單元生死和熱一結(jié)構(gòu)耦合技術(shù)分析焊接、焊趾TiG重熔和重熔后激冷過程仿

2、真結(jié)果與試驗(yàn)測量結(jié)果相吻合。并給出焊縫中間處垂直于焊縫的表面路徑二維殘余應(yīng)力分布曲線，得出主要結(jié)論為：焊態(tài)下焊趾表面的縱向殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力狀態(tài)，而橫向殘余應(yīng)力在焊趾處出現(xiàn)拉應(yīng)力峰值。焊趾TiG重熔后，焊趾表面的殘余應(yīng)力仍為拉應(yīng)力狀態(tài)；焊趾TIG重熔后自然冷卻到一定溫度時(shí)進(jìn)行噴淋激冷處理，明顯降低焊趾表面的殘余應(yīng)力值。當(dāng)重熔層溫度在450℃以上時(shí)施加激冷源，可在焊趾表面形成雙向殘余壓應(yīng)力狀態(tài)。 TIG重熔技術(shù)是近幾年提出的提高焊接

3、結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的方法之一，應(yīng)用較廣泛。它主要是改善焊趾幾何形狀降低應(yīng)力集中，在調(diào)節(jié)接頭殘余應(yīng)力場方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為了使TIG重熔技術(shù)更加有效，保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性，準(zhǔn)確的預(yù)判斷TIG重熔過程中的力學(xué)行為和殘余應(yīng)力是十分重要的課題。理論和實(shí)踐都表明，焊接殘余應(yīng)力的存在嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度，尤其是焊縫處拉伸殘余應(yīng)力將大大降低結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。因此，對焊接接頭組織、焊縫和焊趾形狀尺寸進(jìn)行研究的同時(shí)，更要對焊接殘余應(yīng)力的分布進(jìn)行系統(tǒng)性和規(guī)律性的研