超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對(duì)焊過(guò)程數(shù)值模擬及接頭組織性能預(yù)測(cè).pdf

1、該文首先采用有限元模擬方法對(duì)超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對(duì)焊的焊接過(guò)程進(jìn)行了研究,建立了直流電阻閃光對(duì)焊過(guò)程的電、熱、力耦合模型.模型中考慮了電、熱、力的耦合以及材料物性參數(shù)隨溫度的變化,在電熱耦合模型中計(jì)入接觸電阻與閃光燒損對(duì)產(chǎn)熱過(guò)程的影響;熱力耦合模型中考慮了剛粘塑性接觸問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所建模型較為準(zhǔn)確地反映了直流電阻閃光對(duì)焊的實(shí)際過(guò)程.利用該文建立的閃光對(duì)焊電熱耦合模型,對(duì)不同焊接規(guī)范條件下溫度場(chǎng)的變化及其影響因素進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測(cè).對(duì)

2、電阻閃光對(duì)焊過(guò)程中伸出長(zhǎng)度、閃光模式、閃光速度等規(guī)范參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了定量分析,揭示了電熱耦合過(guò)程中不同焊接規(guī)范組合下的產(chǎn)熱規(guī)律和溫度分布規(guī)律;利用所建立的閃光對(duì)焊熱力耦合模型計(jì)算了頂鍛過(guò)程中頂鍛接觸行為的主要影響因素與規(guī)律.根據(jù)模擬計(jì)算的結(jié)果,分析了閃光對(duì)焊過(guò)程參數(shù)選擇的依據(jù).提出一個(gè)用于確定溫度場(chǎng)分布的表征參數(shù)W=f(Vf,L),從這個(gè)參數(shù)與溫度場(chǎng)分布的關(guān)系中可以直觀地得到不同閃光速度與伸出長(zhǎng)度組合對(duì)溫度場(chǎng)的影響,方便工程中規(guī)范參

3、數(shù)的選擇,從而為焊接參數(shù)的選擇提供了有效的手段,參數(shù)W具有一定的工程應(yīng)用意義.鑒于晶粒尺寸在描述超級(jí)鋼顯微組織各項(xiàng)參數(shù)中對(duì)HAZ性能的決定因素.本文在超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對(duì)焊過(guò)程有限元分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)MonteCarlo(MC)模擬與理論分析相結(jié)合的方法,根據(jù)EDB模型建立的MC模擬時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的聯(lián)系,利用現(xiàn)有的超細(xì)晶粒鋼等溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用MC模擬技術(shù)對(duì)超細(xì)晶粒鋼閃光對(duì)焊HAZ的奧氏體晶粒長(zhǎng)大進(jìn)行了研究.分析了焊接HAZ存在的陡峭

4、的溫度梯度對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響,模擬了不同焊接規(guī)范下奧氏體晶粒的長(zhǎng)大,模擬結(jié)果與實(shí)際焊接接頭HAZ的奧氏體晶粒進(jìn)行了對(duì)比分析,晶粒長(zhǎng)大結(jié)果顯示二者基本吻合.模擬結(jié)果還表明溫度梯度造成的"熱釘扎"現(xiàn)象對(duì)HAZ晶粒長(zhǎng)大有明顯的阻礙作用,CGHAZ晶粒的大小與溫度梯度的分布具有相同的趨勢(shì),并對(duì)最終的晶粒大小分布有重要的影響.討論了焊接HAZ組織演變的過(guò)程,分析了閃光焊HAZ各區(qū)段的顯微組織、顯微硬度的變化.以閃光焊接過(guò)程中出現(xiàn)的溫度場(chǎng)的變化