X80管线钢焊接温度场的数值模拟

利用SYSWELD有限元分析软件,采用双椭球热源模型,对X80管线钢对接接头的焊接温度场进行了模拟仿真,模拟结果与试验值非常接近。利用一次正交回归试验,研究焊接热输入和预热温度对焊接热循环的影响规律,结果表明,热循环参数t8/5和tH随着热输入和预热温度的增大而增大,热输入对t8/5和tH的影响大于预热温度对t8/5和tH的影响,因此,在实际焊接时应特别重视焊接热输入的选择与控制。     

X80管线钢复合型坡口多道焊的T_(8/5)研究

焊接热输入和冷却时间是影响焊接温度场分布的重要参数.本文利用有限元软件ANSYS对X80管线钢复合坡口多道焊的焊接过程进行二维模拟,研究每道填充焊层T8/5的变化规律.结果表明,热输入对T8/5的影响最大;T8/5随热输入的增加而增大;由于前一道焊对后一道焊的预热作用,T8/5随焊道数的增多而增大;当层间温度等于预热温度时,各层的T8/5趋于一致.合理选择预热温度和层间温度可以有效控制各焊道的T8/5.     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

Q890高强钢焊接淬硬倾向和冷裂纹敏感性

通过焊接热模拟试验、焊接热影响区最高硬度试验以及公式计算,分析了Q890钢的焊接淬硬倾向和冷裂纹敏感性.结果表明,稻垣道夫建立的经验公式比D·Vwer建立的理论经验公式更适用于计算厚板的焊接冷却时间t8/5.Q890钢焊接热影响区的粗晶区具有较强的淬硬倾向,调整焊前预热温度以及焊接热输入,对Q890钢热影响区的淬硬倾向无明显改善,但焊前预热能有效增大冷却时间t100,降低试验钢的焊接冷裂倾向.通过计算机拟合建立了冷却时间ts/5与焊接热影响区过热区硬度的关系式,经过验证该关系式能够对Q890钢最高硬度进行合理的预测.     

热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响

采用热模拟技术模拟研究不同热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响。结果表明,焊接热影响粗晶区组织主要由板条状和粒状贝氏体组成,随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区的板条贝氏体数量逐渐减少,粒状贝氏体数量逐渐增加,彼此交错分布。当热输入E=20 kJ/cm时,焊接热影响粗晶区晶粒虽有所长大,但板条贝氏体和粒状贝氏体交叉混合分布,表现出较好的冲击性能。通过分析得出,采用焊前预热和小热输入的焊接工艺既可以减少高温停留时间tH,防止晶粒粗化,又可以相应的提高800℃到500℃的停留时间t8/5,给组织相变提供适当的时间,以达到改善X80管线钢手工焊工艺。     

超高强钢板多层多道焊温度场有限元分析

针对616超高强钢板焊接出现裂纹等问题,为优化焊接工艺参数,准确提供焊接条件下的温度场,采用Sysweld软件建立了15 mm厚板脉冲MIG多层多道焊有限元分析模型,对多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行计算,并分析比较模拟结果。结果表明,有效热输入功率为3 600 W时,校核热源熔融最佳;距热源最近的特征点温度变化最迅速,最先升到峰值点,高温驻留时间最长;道间温度伴随焊接道次增多而逐步上升,控制道间温度可预防热影响区晶粒粗大,有助于改善接头组织。     

超低碳9Ni钢焊接接头低温韧性

针对新研制的通过淬火、中间淬火和回火处理工艺获得的超低碳9Ni钢,对其进行了实际焊接接头和模拟焊接热影响区低温韧性的研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相显微观察、透射和扫描电镜分析.结果表明,单道焊粗晶区组织为粗大的板条状马氏体,低温冲击韧性较低.多道焊热影响区组织中,在马氏体板条间析出了逆转奥氏体,这种呈弥散分布的逆转奥氏体能细化晶粒、提高焊接热影响区的低温韧性.认为采用小热输入、多层焊、低的层间温度,可使焊接接头获得高的低温冲击韧性.     

基于FEM模拟的中厚板焊接热影响区冷速预测

利用有限元法(FEM)对双椭球热源的移动焊接温度场进行数值模拟,通过分析焊接过程中的传热学行为,研究了不同焊接条件(包括板厚、热输入、预热温度)对焊接热影响区冷速(t8/5)的影响。通过对比分析FEM与传热学公式计算结果,确定了中厚板的临界板厚条件,采用多项式回归法建立了中厚板t8/5的数值预测公式,并讨论其对预热温度的适用范围。焊接试验采用相同的焊接参数进行,温度热循环及组织的比较结果表明,数值预测结果与实验结果吻合的较好。     

基于SYSWELD的运行管道在役焊接热循环数值模拟

采用焊接过程数值模拟软件SYSWELD建立模型,以水为运行介质,对X70管道在役焊接粗晶区的热循环进行了数值模拟,探讨了介质流速、管道壁厚和焊接热输入等因素对在役焊接热循环的影响规律,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明,在役焊接粗晶区t8/5值随着水流速度的增大而减小,但减小的幅度不大;当流速小于0.5 m/s时,t8/3和t8/1随流速的增大而大幅减小,当流速大于0.5 m/s时,t8/3和t8/1随流速增大而缓慢减小.t8/5和t8/3均随着管道壁厚的增加而先增大后减小,在壁厚为8 mm时达到最大值;t8/1随着壁厚的增加而逐渐增大.随着焊接热输入的增加,t8/5,t8/3和t8/1均增大.焊接热循环计算结果和实测结果吻合较好,相对误差小于8%.     

JFE980S高强钢激光-电弧复合热源热模拟试验分析

针对JFE980S高强钢焊接热影响区的组织脆化、软化问题,采用测温仪对激光-电弧复合焊和常规MAG焊两种焊接方法焊接热循环曲线进行测定,通过测得的焊接热循环曲线,利用G leeb le3500热力模拟试验机对这两种焊接方法热影响区的焊接过程进行模拟,并对其组织、拉伸以及-20℃冲击吸收功进行了分析和测试.结果表明,激光-电弧复合焊峰值温度停留时间和t8/5,t5/3冷却时间均小于常规MAG焊;模拟的焊接粗晶区冲击韧性是常规MAG焊的两倍,不完全相变区拉伸性能比常规MAG焊提高了100 MPa以上.