高強(qiáng)鋼焊接過程及焊后熱處理的數(shù)值模擬研究.pdf

1、焊接是指同種或異種材質(zhì)的構(gòu)件，通過加熱或加壓或兩者并用，添加或不添加材料，將構(gòu)件不可拆卸的永久性連接在一起或在基材表面堆敷覆蓋層的加工工藝。結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)鋼制造，既可以節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重，又可以提升整體的機(jī)械性能，高強(qiáng)鋼與普通結(jié)構(gòu)鋼相比化學(xué)成分更加復(fù)雜，對焊接殘余應(yīng)力的敏感性更高，焊接過程中除了要求使用專門焊劑或?qū)ｉT保護(hù)層的復(fù)雜合金焊接材料外，甚至還需要進(jìn)行焊前預(yù)熱處理和焊后熱處理以減少焊接殘余應(yīng)力可能引起熱裂紋、冷裂紋等工藝缺陷以及

2、焊接變形引起結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的偏差。
　　 焊接是一個涉及電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過程，焊接現(xiàn)象包括焊接時的電磁、傳熱過程、金屬的融化和凝固、冷卻時的相變、焊接應(yīng)力和變形等。焊接是一個局部快加熱到高溫，隨后快速冷卻的過程，伴隨著熱源的移動，整個焊接件的溫度隨著時間和空間急速變化，材料的物理性能參數(shù)也隨著溫度急速的變化，同時還存在相變時的潛熱現(xiàn)象和融化現(xiàn)象，因此，焊接溫度場的分析屬于典型的非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題。焊后熱處理過程

3、中熱對流占據(jù)主導(dǎo)因素，熱處理過程也屬于典型的非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題。在以往的焊接研究中，多采用試驗(yàn)的方法，然而焊接試驗(yàn)費(fèi)時費(fèi)力，效果也不盡人意，采用數(shù)值模擬的方法可以較好的模擬焊接過程以及焊后熱處理的溫度場與應(yīng)力應(yīng)變場，對優(yōu)化焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接工藝設(shè)計，減少實(shí)驗(yàn)工作量，提高焊接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量有比較重大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價值。
　　 本文利用有限元分析軟件ANSYS對高強(qiáng)鋼焊接過程及焊后熱處理的溫度場與應(yīng)力應(yīng)變場進(jìn)行分析，研究的內(nèi)容主要