焊趾TIG重熔層激冷處理對殘余應力分布影響的研究.pdf

1、本文主要研究如何應用有限元法分析平板對接的焊趾TIG重熔層激冷處理對焊趾表面殘余應力分布的影響規(guī)律，包括焊態(tài)和焊趾TIG重熔的殘余應力的分布。模擬對象為厚度為14mm的焊接鋼板，“V”型坡口對接焊，試驗材料是Q345C，是一種非熱處理低合金高強度結構鋼。 文中應用ANSYS軟件對焊接模型進行有限元三維建模，通過單元形心坐標比較提取焊縫和重熔處單元，利用ANSYS單元生死和熱一結構耦合技術分析焊接、焊趾TiG重熔和重熔后激冷過程仿

2、真結果與試驗測量結果相吻合。并給出焊縫中間處垂直于焊縫的表面路徑二維殘余應力分布曲線，得出主要結論為：焊態(tài)下焊趾表面的縱向殘余應力為拉應力狀態(tài)，而橫向殘余應力在焊趾處出現(xiàn)拉應力峰值。焊趾TiG重熔后，焊趾表面的殘余應力仍為拉應力狀態(tài)；焊趾TIG重熔后自然冷卻到一定溫度時進行噴淋激冷處理，明顯降低焊趾表面的殘余應力值。當重熔層溫度在450℃以上時施加激冷源，可在焊趾表面形成雙向殘余壓應力狀態(tài)。 TIG重熔技術是近幾年提出的提高焊接

3、結構疲勞強度的方法之一，應用較廣泛。它主要是改善焊趾幾何形狀降低應力集中，在調節(jié)接頭殘余應力場方面還遠遠不夠。為了使TIG重熔技術更加有效，保證結構的安全可靠性，準確的預判斷TIG重熔過程中的力學行為和殘余應力是十分重要的課題。理論和實踐都表明，焊接殘余應力的存在嚴重影響結構的疲勞強度，尤其是焊縫處拉伸殘余應力將大大降低結構的疲勞強度。因此，對焊接接頭組織、焊縫和焊趾形狀尺寸進行研究的同時，更要對焊接殘余應力的分布進行系統(tǒng)性和規(guī)律性的研