坡口形式對(duì)SUS304奧氏體不銹鋼對(duì)接接頭殘余應(yīng)力和變形的影響.pdf

1、SUS304奧氏體不銹鋼由于具有良好的綜合力學(xué)性能和加工性能，適用于制造各種要求耐腐蝕抗氧化、耐高溫及超低溫的零部件及設(shè)備，因而被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。
　　焊接過程中，由于存在不均勻溫度場(chǎng)，被焊工件不可避免會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和焊接變形。奧氏體不銹鋼具有較大的線膨脹系數(shù)和相對(duì)較低的熱導(dǎo)率，因而具有產(chǎn)生較大焊接殘余應(yīng)力和變形的傾向。焊接殘余應(yīng)力對(duì)不銹鋼接頭的靜載強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能等都有著非常不利的影響;焊接變形不僅會(huì)影響接頭的

2、外觀質(zhì)量、降低結(jié)構(gòu)的承載能力，而且矯正焊接變形還會(huì)增加制造成本和延誤工期。因此，在設(shè)計(jì)制造過程中控制不銹鋼結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力與變形是個(gè)非常值得重視的問題。近年來(lái)，如何控制和減小焊接結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力和變形已成為越來(lái)越受重視的研究課題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和計(jì)算焊接力學(xué)理論的日臻成熟，數(shù)值模擬技術(shù)被廣泛地用于預(yù)測(cè)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中的焊接殘余應(yīng)力和變形。
　　作為基礎(chǔ)研究，本文以ABAQUS軟件為平臺(tái)，開發(fā)了用于模擬多層多道焊接過程的熱-

3、彈-塑性有限元計(jì)算方法。利用所開發(fā)的計(jì)算方法，對(duì)板厚10 mm的V形坡口、K形坡口和X形坡口的SUS304不銹鋼平板對(duì)接接頭的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和變形進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過試驗(yàn)方法驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用數(shù)值和試驗(yàn)的方法研究了坡口形式對(duì)SUS304不銹鋼接頭殘余應(yīng)力分布和變形的影響。為改善焊接結(jié)構(gòu)的焊接工藝、控制和減小奧氏體不銹鋼焊接殘余應(yīng)力與變形提供理論基礎(chǔ)。
　　實(shí)驗(yàn)研究表明：坡口形式對(duì)接頭的殘余應(yīng)力和角變形有顯著的影響：V