SUS304不锈钢薄板GTAW对接接头焊接变形的有限元预测

采用三维热弹塑性大变形有限元方法模拟1.5 mm厚SUS304不锈钢薄板GTAW对接接头的变形,考虑焊接温度场的演变,分析了热诱导变形产生的原因.最后比较了焊接变形的模拟结果与实测值,发现两者比较吻合,证明预测结果具有一定的可信度.     

镍铬基合金管结构GTAW打底焊接变形和残余应力的有限元预测

采用钨极惰性气体保护焊(GTAW)方法对大口径Inconel 718镍铬合金管结构进行打底焊接,采用数值模拟方法预测了焊缝及其邻近区域的温度场、残余变形和残余应力的分布.数值模拟时,考虑了材料热物理性能参数随温度变化的非线性关系,同时也考虑了相变潜热对温度变化的影响.结果表明,最大焊接残余变形为0.236681mm,主要分布于焊缝及其邻近区域;残余应力主要以轴向残余拉应力为主,在0°和90°位置,最大值分别为468.5和307.9 MPa;在180°和270°位置,最大值分别为152.9和58.2 MPa.     

基于磁控技术GTAW焊接残余应力的有限元模拟

通过建立磁控GTAW电弧热源模型,同时考虑材料物理性能随温度的变化和相变的影响,以及运用生死单元技术处理熔池的熔化与凝固,对有无外加磁场作用GTAW焊接接头温度场及残余应力的大小分布进行了有限元模拟。结果表明,相较于无外加磁场作用,磁控GTAW焊件最大纵向残余应力下降12.3%,最大横向残余应力下降了13.6%。采用小孔法对焊件残余应力进行测量,模拟结果与试验结果基本吻合。     

奥氏体不锈钢水夹层结构件焊接和时效工艺的改进

通过对典型不锈钢焊接构件的剖析，确定了造成腐蚀破坏的主要原因，提出并验证消除缺陷及提高构件尺寸稳定性的工艺方法。     

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。     

坡口形式对SUS304奥氏体不锈钢对接接头残余应力和变形的影响

以ABAQUS软件为平台,开发了热-弹-塑性有限元计算方法用于模拟V形、K形和X形坡口SUS304奥氏体不锈钢多层多道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. 计算得到的焊接残余应力和角变形与实测结果吻合良好,验证了计算方法的妥当性. 试验和数值结果表明,坡口形式对接头的残余应力和角变形有显著的影响:V形坡口的高拉伸残余应力区和角变形均明显大于K形坡口和X形坡口,而K形坡口则略大于X形坡口; 坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小.     

0.5mm奥氏体不锈钢薄板对接焊的试验研究及应用

由于薄板的尺寸效应，按传统方法对奥氏体不锈钢薄板进行对接焊时会产生一系列的质量问题，本文简介了该类焊缝的全焊透技术、母材的防热变形措施及其质量检验。     

GTAW焊接轿车尾气催化转化器焊接残余应力的有限元预测

基于SYSWELD软件开发的有限元方法模拟轿车尾气催化转换器的GTAW焊接过程,预测了焊接温度场和残余应力的分布.结果表明:直焊缝的纵向和横向残余应力完全关于焊接线对称分布.然而,在环焊缝的焊接开始/结束位置,轴向和环向残余应力分布同稳态时的分布具有明显的不同,主要特征是具有大的衰减梯度.     

薄板T型接头双丝MAG焊接残余应力及变形有限元分析

采用ABAQUS模拟并分析6?mm厚T型接头双丝MAG焊的焊接温度场、焊后残余应力、焊接面外变形.约束条件分为两种:方案一,不对底板进行固定,焊接自由变形;方案二,焊接时对底板进行固定,冷却后解除固定.结果显示:在相同的热源下,两种方案的焊接温度场保持一致;方案一的角变形量较大,最大变形量约为1?mm,焊缝热影响区底板变形量约为0.2?mm,最大残余应力位于焊缝中心,约235?MPa;方案二的最大变形处位于焊缝中心,但面积较小,可忽略不计,故最大变形量位于底板焊缝热影响区附近,约0.3?mm,焊缝中心的最大残余应力约为180?MPa.由此可见,在T型接头焊接时,将底板进行固定,冷却后解除释放,可以降低焊接残余应力和焊接面外变形量.     

不锈钢薄板激光对接焊有限元仿真分析

利用ANSYS软件热-结构耦合功能,对AISI202不锈钢薄板激光对接焊进行仿真分析.建立高斯热源模型.并通过APDL语言编写程序实现热源的移动加载,对焊接温度场进行动态模拟.最后进行残余应力场分析,得出残余应力的分布规律.试验测量结果与仿真结果对比表明,二者具有较好一致性.     

Influence of Material Model on Prediction Accuracy of Welding Residual Stress in an Austenitic Stainless Steel Multi-pass Butt-Welded Joint

Both experimental method and numerical simulation technology were employed to investigate welding residual stress distribution in a SUS304 steel multi-pass butt-welded joint in the current study. The main objective is to clarify the influence of strain hardening model and the yield strength of weld metal on prediction accuracy of welding residual stress. In the experiment, a SUS304 steel butt-welded joint with 17 passes was fabricated, and the welding residual stresses on both the upper and bottom surfaces of the middle cross section were measured. Meanwhile, based on ABAQUS Code, an advanced computational approach considering different plastic models as well as annealing effect was developed to simulate welding residual stress. In the simulations, the perfect plastic model, the isotropic strain hardening model, the kinematic strain hardening model and the mixed isotropic-kinematic strain hardening model were employed to calculate the welding residual stress distributions in the multi-pass butt-welded joint. In all plastic models with the consideration of strain hardening, the annealing effect was also taken into account. In addition, the influence of the yield strength of weld metal on the simulation result of residual stress was also investigated numerically. The conclusions drawn by this work will be helpful in predicting welding residual stresses of austenitic stainless steel welded structures used in nuclear power plants.     

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析.测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同.激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的.     

奥氏体不锈钢气焊工艺研究

分析了奥氏体不锈钢的气焊特点,基于奥氏体不锈钢的气焊焊缝热裂纹、晶间腐蚀和气孔等焊接问题,介绍了奥氏体不锈钢气焊时焊丝、熔剂、气焊焊接火焰和焊炬型号及焊嘴大小的选用,以及焊接规范和操作技能等.通过以上工艺措施,保证了焊接质量.     

304奥氏体不锈钢拉深过程有限元模拟

不锈钢制品由于其美观的外表和良好的使用性能,在国民经济各行各业被广泛使用,但不锈钢在拉深过程中硬化严重,易出现起皱、破裂现象,使成品率降低。本文应用ABAQUS有限元软件模拟了304奥氏体不锈钢圆筒件在不同摩擦条件下的拉深成形过程,分析了摩擦系数对304不锈钢圆筒件拉深成形过程的影响。结果表明,304奥氏体不锈钢圆筒件拉深过程中,较适宜的摩擦系数为0.08～0.15。当摩擦系数过小时,将在坯料与凹模圆角处发生破裂;而摩擦系数过大,则严重影响坯料的拉深极限。     

GMAW焊接X5CrNi1810不锈钢温度场和焊接变形的有限元预测

基于焊接热弹塑性有限元分析理论,采用焊接专用有限元分析软件对X5CrNi1810不锈钢口字型多焊缝焊接结构GMAW焊接过程进行数值仿真.计算时,考虑材料热物理、力学性能随温度的变化及相变潜热对温度的影响.对仿真结果进行了理论分析,预测了温度场和焊接变形的分布.     

AISI-304奥氏体不锈钢喷丸残余应力的有限元模拟

目的针对喷丸有限元模拟中多数模型的弹丸数量较少,不能准确反映喷丸过程中弹丸位置的随机性及喷丸覆盖率对残余应力场影响的问题,对喷丸过程的有限元模拟技术进行优化。方法基于大型有限元分析软件ABAQUS,使用python编程语言对弹丸在三维空间中的分布进行随机化处理,建立了随机多弹丸喷丸AISI-304奥氏体不锈钢的有限元模型。在喷丸覆盖率大于100%的条件下,模拟分析了喷丸工艺中弹丸的数量、尺寸和弹丸的速度对残余应力场的影响,结合试验对有限元模型的合理性进行了验证。结果增加弹丸数量可提高残余压应力层的厚度和残余压应力的最大值,当弹丸数量为90颗时,残余压应力场接近饱和;增加弹丸速度,靶材残余压应力的峰值、表面应力值及残余压应力场的深度值增大,残余压应力峰值出现的位置基本不变;增大弹丸的直径,靶材残余压应力峰值、峰值的位置、表面应力值及残余压应力场的深度值均明显增大。结论喷丸残余应力的试验测量结果和有限元模拟结果吻合,模型合理。     

奥氏体不锈钢复合钢板焊接工艺及接头组织研究

对厚度为4mm+18mm的310S+Q235复合钢板进行焊接试验,通过对基层、覆层材料的焊接性分析,从而确定其焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接顺序及焊接参数等,并对焊接接头的金相组织进行了分析.结果表明,Q235的焊缝组织主要是铁素体和珠光体,310S不锈钢的焊缝组织为单相奥氏体和少量的铁素体,过渡层焊缝组织为珠光体和铁素体.