坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。     

V形坡口和K形坡口Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形

以ABAQUS软件为平台,开发热-弹-塑性有限元方法模拟了V形坡口和K形坡口Q345/SUS304异种钢多层焊对接接头的温度场、残余应力和焊接变形.同时采用试验的方法测量了接头的残余应力和角变形.计算结果与试验测量结果吻合良好,验证了计算方法的妥当性.数值结果表明,不同坡口Q345/SUS304异种钢接头的Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续性,且SUS304侧的高拉伸残余应力区明显宽于Q345侧;K形坡口开口朝向Q345侧相较于开口朝向SUS304侧的接头,Q345/焊缝交界处附近的峰值应力和高拉伸残余应力区均明显较小.试验和数值结果表明,坡口形式对接头的角变形有明显的影响.     

蠕变对焊后热处理残余应力预测精度和计算效率的影响

基于MSC. Marc软件平台,开发了考虑蠕变效应的热-弹-塑性有限元计算方法。采用该方法模拟了Q345平板接头TIG重熔焊接过程和焊后热处理过程中的应力场,并重点研究了焊后热处理过程中蠕变效应对焊接残余应力的影响,基于数值模拟结果研究了焊后热处理消除残余应力的机理。同时,采用盲孔法实测了焊接及热处理后平板接头的残余应力,并与数值模拟结果进行了对比。此外,还探讨了2种不同的蠕变模型对焊后热处理残余应力计算精度的影响,针对Q345低合金高强钢,提出了一种简易高效、适合于工程应用的蠕变模型。结果表明:数值模拟得到的残余应力与实验值吻合良好,验证了所开发的集成计算方法的有效性。热处理计算过程有必要考虑材料的蠕变效应,否则会严重高估热处理后的残余应力。采用本工作提出的简易蠕变模型,在较少损失计算精度的前提下可使计算效率提高10倍左右。     

焊接顺序对厚板焊接残余应力分布的影响

采用试验手段和数值模拟方法研究了不锈钢厚板多道焊的残余应力分布特征．通过比较数值模拟结果和试验测量值，验证了基于Quick Welder软件开发的用于多道焊的热一弹一塑性有限元计算方法．同时，通过数值模拟澄清了焊接顺序对最终残余应力的影响．结果表明，焊接顺序对纵向和横向残余应力有明显影响．焊接顺序不仅显著影响峰值应力的...     

JS防水涂料配方参数变化对涂膜性能的影响

对JS防水涂料的组成、防水原理和调整配方参数对其涂膜性能的影响进行了综述,探讨了聚合物、水泥、石粉、砂子及其它助剂对涂料涂膜性能的影响.     

振冲挤密砂基在深圳妈湾电厂中的应用

深圳妈湾电厂地处深圳市南头区妈湾港规划中的9—11号泊位。一期工程为2台300MW机组,主厂房区系砂回填而成,回填后砂面标高为2m,海水平均潮位为0.99m,砂层厚度6～15m,总方量达60.3万m~3,经标准贯入度检验N<4,为松散饱和中粗砂。主厂房区主要建筑物基础及主要设备基础采用H型钢桩打入海底岩石承载。为了减少松散砂层沉降对     

基于SH-CCT图的Q345钢焊接接头组织与硬度预测方法研究

以通用有限元软件ABAQUS为计算平台,采用Fortran语言编程,分别单独基于单个Q345钢模拟焊接热影响区连续冷却组织转变曲线(SH-CCT,峰值温度分别为900、1100和1300℃,简记为SH-CCT900、SH-CCT1100和SH-CCT1300)和同时基于3个不同温度下的SH-CCT图建立了4种组织与硬度计算模型,利用所建立的模型对Q345钢TIG重熔焊接接头的温度场、组织分布和硬度分布进行了计算,通过模拟结果与实验结果的比较,研究了采用不同的计算模型对焊接接头组织与硬度预测的适用性与准确性.采用单个SH-CCT图的组织计算结果仅在热影响区(HAZ)局部区域与实验结果吻合良好,其他区域有较大偏差.采用单个SH-CCT900图时,计算所得的部分相变区铁素体体积分数与实验结果的相对误差为7.7％;采用单个SH-CCT1100图时,计算所得的细晶区铁素体、贝氏体和马氏体体积分数与实验结果的相对误差分别为11.3％、17.3％和15.5％;采用单个SH-CCT1300图时,计算所得的粗晶区马氏体体积分数与实验结果的相对误差为29.6％.同时采用3个SH-CCT图时,组织计算结果在整个HAZ上与实验结果吻合良好.采用单个SH-CCT图的硬度计算结果仅在HAZ局部较窄区域与实验结果较为接近,而同时采用3个SH-CCT图的硬度计算结果在整个HAZ上都与实验结果较为吻合,其硬度绝对差值范围为0～14 HV.采用上述4种计算模型所得到的焊缝区组织与硬度计算结果都与实验结果有较大偏差,需进一步获取精确的焊缝区SH-CCT图.在实际焊接过程中,若只考虑热影响某一区域(如粗晶区)的相变情况,也可以仅采用对应的单一SH-CCT图来进行数值预测.     

固态相变对P91钢焊接残余应力的影响

基于SYSWELD软件,首先模拟了P91的Satoh试验,得到加热、冷却过程中的温度-应力曲线. 通过Satoh试验探讨了因固态相变引起的体积变化、屈服强度的变化和相变过程中的超塑性对残余应力形成过程的影响. 随后,以平板TIG重熔模型为研究对象,系统讨论了固态相变对焊接残余应力分布和大小的影响. 结果表明,体积膨胀对焊接残余应力的形成过程和最终应力的大小与分布有显著影响,它不仅可改变焊缝及HAZ处的应力大小,甚至可能改变应力的符号. 相变引起的屈服强度变化对残余应力的形成及最终应力值的大小也有较明显的影响. 相变塑性的影响比前两者小,它在相变过程中有一定的"应力松弛"效应.     

用可变长度热源模拟奥氏体不锈钢多层焊对接接头的焊接残余应力

采用可变长度热源模型对奥氏体不锈钢平板多层焊对接接头的残余应力进行了数值模拟,同时也用实验方法测量了平板对接接头上下表面的残余应力,通过比较由热弹塑性有限元计算得到的残余应力与由电阻应变片法测量得到的实验结果得知,采用该模型对多层焊对接接头残余应力的数值模拟,不仅可以大大缩短计算时间,也可以得到较高的计算精度。