焊后热处理消除管道环缝焊接残余应力的有限元模拟

以ABAQUS模拟软件为基础,创建管道环缝二维轴对称有限元模型,利用完全耦合方式计算了304不锈钢管焊接过程中的温度场和残余应力场,并在焊接完成后的残余应力场的基础上进行了焊后热处理工艺过程的有限元模拟。结果表明:二维轴对称模型能够有效地模拟304不锈钢管焊接热力耦合机制,相较于三维模型单元数目更少,节省大量计算时间;热处理后的残余应力场与热处理前相比,厚度方向残余应力降低,环向和纵向残余应力没有降低,但应力集中位置明显减少,应力分布较为平缓;焊后热处理过程中的塑性应变和高温蠕变是残余应力消除的力学机制,其中塑性应变起主要作用。     

焊后热处理改善管道直焊缝残余应力的数值模拟研究

以X80钢级Φ1 219 mm直缝埋弧焊管为研究对象,采用有限元软件ABAQUS,通过顺序耦合算法和移动热源子程序及生死单元形式,对钢管直缝焊和经热处理后焊缝的残余应力进行了数值模拟,分析焊后热处理对焊缝残余应力的改善作用。结果表明,焊缝等效最大残余应力和轴向拉应力均出现在外层焊缝的中心处,局部焊后热处理能降低焊缝的残余应力,等效峰值应力由560 MPa左右降低到约430 MPa,降低了23.2%;焊缝轴向拉应力也由450 MPa降低到370 MPa。焊后热处理对残余应力分布影响不大,但能使焊接接头的应力变得更为均匀。     

TRT焊接机壳T型接头残余应力的模拟研究

结合氩气保护焊工艺,采用数值模拟方法对TRT焊接机壳T型接头焊接过程中的温度场、残余应力和变形情况进行了分析,并采用盲孔法测试了其焊后残余应力。数值分析采用了两种不同的热源模型,即均匀热流加载模型和移动热源模型。模拟结果表明,在T型焊接接头多道焊过程的温度场模拟结果中,移动热源法模拟获得的温度相对比较集中,且焊缝处温度场波动更剧烈,更接近实际焊接过程;移动热源法模拟的残余应力值较小,且应力曲线平滑,与实测值吻合度较高;移动热源法模拟的焊接过程变形量较均匀热流加载法小。     

管线钢在役焊接接头残余应力的数值模拟

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70管线钢在役焊接接头残余应力进行模拟,主要考察焊接工艺、在役条件和管道结构对X70压力管线在役焊接接头残余应力的影响规律.结果表明:在役焊接接头的残余应力更为复杂,且大于常规焊接.随着焊接热输入量的增加,在役焊接接头残余应力增大;增加运行管线内介质流速,接头残余应力减小;随着管道压力...     

管道在役焊接接头残余应力的研究

采用SYSWELD焊接模拟软件对X70级管道在役焊接接头应力进行模拟,并将在役焊接残余应力与常规焊接进行对比。结果表明:在役焊接接头残余应力分布规律与常规焊接保持一致,符合管道焊接接头“内凸外凹”的变形机理,但在数值上差别较大。近缝区在役焊接残余应力大于常规焊接,随远离焊接中心,在役焊接应力曲线转变速度较快,且在役焊接和常规焊接环向残余应力拉压应力转变位置不同。     

焊接工艺参数对埋弧焊焊接接头力学性能影响的研究进展

埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法,具有焊接质量稳定、生产效率高、无弧光及烟尘少等优点。埋弧焊焊接接头性能的优劣取决于焊接工艺参数。总结了埋弧焊各工艺参数,包括焊接电压、焊接电流、焊接速度、焊丝直径及焊剂通量等对焊接接头力学性能的影响,可为焊接接头力学性能的改进提供参考。     

超声波焊接铝塑复合管承载行为的数值模拟

采用有限元方法分析了铝塑复合管在模拟承载状态下的应力应变行为,研究了中间铝层的直径变化以及搭接接头搭接部分长度的变化对承载行为的影响.得出在内外径一定的情况下,铝层直径的增加使应力集中程度减小,但内外层塑料的应变发生相反的变化;搭接接头搭接长度的增加,使应力集中程度降低.     

管道对接间断焊三维有限元模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS对工业管道的焊接接头进行温度场和残余应力场的数值模拟。选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化以及外界环境对焊接构件对流和辐射散热的影响,采用热振幅曲线加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死和激活技术实现管道多道焊的模拟。获得了焊接接头温度场和残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析和讨论。     

双相不锈钢厚板对接焊数值模拟

应用大型有限元分析软件ABAQUS,对双相不锈钢厚板焊接接头的残余应力进行数值模拟,获得了该厚板焊接接头残余应力的分布规律。结果表明,双相不锈钢厚板焊接接头的横向与纵向焊接残余应力水平较高,沿板厚方向的残余应力分布较为均匀,而且应力水平低。在厚板焊接中,纵向残余拉应力高于横向残余拉应力,而且最大的焊接残余应力均出现在焊缝与热影响区处。研究结果为双相不锈钢厚板焊接工艺优化和提高焊接接头的可靠性提供了理论基础。     

连续管焊接应力数值模拟分析

连续管的焊接应力对其质量与寿命有着重要影响。借助SYSWELD软件,依据连续管的材料性能,考虑焊接电弧力及其挖掘作用,选择双椭球形的热源模型,模拟连续管焊接过程,分析其焊接温度场及应力场。分析结果表明,焊缝处焊接残余应力不是均匀分布的,横向残余应力最大值出现在偏内径处,管的内外壁均受拉应力,且内径处比外径处大。纵向残余应力最大值出现在过热区,远离过热区的残余应力逐渐减小,而且逐渐由拉应力转变为压应力。     

焊接工艺参数对12Cr1MoV异质接头焊接残余应力影响分析

选取12Cr1MoV异质接头作为试验材料,研究了焊接电压、焊接电流和焊前预热温度三种主要的焊接工艺参数之间的耦合关系,并通过试验和运用有限元法对焊接过程进行实例分析与模拟验证。结果表明:焊接残余应力分布情况曲线特征与模拟结果相吻合;焊接残余应力模拟影响区域与试验结果测量值相符;焊接电压、焊接电流能够较为集中的进行热输入,其与焊接残余应力线性正相关,焊前预热温度通过与焊接电压、焊接电流之间的交互作用会对焊接残余应力产生一定的影响。     

X70级管道环焊缝接头残余应力数值模拟

根据试验确定了X70级管线钢管环焊热源模型,并利用数值模拟软件Sysweld计算了焊接热循环过程,确定了焊接接头在焊接过程中温度和应力的变化过程及其分布,以及焊后残余应力的大小和分布。计算结果不仅可以预测焊后残余应力,还可以为优化焊接参数、改善焊接接头组织性能提供参考。     

钢轨纵向不锈钢堆焊残余应力数值模拟

钢轨踏面堆焊一定宽度的不锈钢,能够解决钢轨电路分路不良的问题,但同时在焊接过程中不可避免地产生焊接残余应力,导致冷裂纹的产生。采用数值模拟预测了轨道堆焊过程中的组织变化及残余应力;在此基础上改进焊接工艺,调整焊缝组织,提高焊接质量以满足使用要求。模拟结果表明,采用焊前预热的方法能够有效地减少热影响区内的马氏体,提高材料的韧性;焊前预热可有效降低钢轨轴向的拉伸残余应力,从而减少冷裂纹的产生;预热温度要适当,400　℃为最佳预热温度。     

气体钻井井底应力场数值模拟研究

通过分析气体钻井井底岩石边界条件,建立了轴对称井底岩石物理模型。利用有限元方法求解,对1 000～3 000 m井深条件下的井底岩石应力场进行数值模拟计算,并对井眼轴线、井底面、井壁进行岩石力学特性分析。分析结果表明,井轴最大主应力在1.6～2.8倍井径距离后,应力逐渐低至水平地应力,破岩难度增加;井底面0.0～0.8倍井径区域存在低应力区,有利于岩石破碎;在井底面向上0.0～0.2 m井壁范围内出现拉应力增加趋势,易出现井壁失稳现象。     

薄板焊接数值模拟研究

在相同的焊接工艺参数下,采用焊接间隙为1 mm等距和焊接起始点到焊接终止点间隙从1 mm渐变到3mm两种装配方式,对薄板进行焊接,利用SYSWELD有限元分析软件对薄板对接焊缝进行数值模拟,得出平板对接焊缝的温度场分布、残余应力和变形,并通过试验验证了模拟分析结果.在此基础上,提出了最佳焊接工艺参数和装配方式,研究认为...     

SS400薄板手工电弧焊和氩弧焊残余应力对比分析

为了研究SS400钢板不同焊接方法残余应力的分布规律,分别对4 mm厚的低合金高强钢采用手工电弧焊和氩弧焊进行焊接,焊接后采用盲孔法测量钢板的残余应力,得到了残余应力的分布曲线。试验结果表明:手工电弧焊在焊接区垂直焊接方向的残余应力最大值为387 MPa,在焊缝两侧为压应力,距离焊缝两侧12 mm处,压应力最大;平行焊接方向上的残余应力在中间位置为拉应力,在工件两边为压应力,靠近边缘压应力增大。氩弧焊垂直于焊接方向上的最大拉应力为328 MPa,在焊缝两侧的距离为7 mm处,压应力最大;平行于焊接方向上的残余应力曲线与手工电弧焊的相似,氩弧焊的焊接变形小于手工电弧焊。