低强匹配对接接头焊接残余应力的数值模拟分析.pdf

《低强匹配对接接头焊接残余应力的数值模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年2月材料开发与应用·33·文章编号：1003—1545(2015)01-0033-05低强匹配对接接头焊接残余应力的数值模拟分析万松林．吴松林(1．海军驻上海江南造船(集团)有限责任公司军事代表室，上海201913；2．中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南洛阳471023)摘要：本文采用数值模拟方法，分析了低强匹配对接接头2种拘束条件、5种屈服强度匹配系数的焊接残余应力。结果表明，低强匹配接头焊根处的三向残余拉应力较小，对静载强度影响不大；焊趾处的三向残余拉应力较大，对疲劳强度和冷裂倾向有不利影响。自由状态的纵向残余

2、应力和两端约束状态的横向残余应力，焊缝金属屈服强度每降低25MPa，其残余应力减少约11MPa。关键词：低强匹配；焊接残余应力；屈服强度匹配系数；数值模拟中图分类号：TG457文献标识码：ANumericalSimulationAnalysisfortheWeldingResidualStressofLowStrengthMatchButtJointsWANSong—lin．Song—lin(1．MalitaryRepresentativeOfficeoftheNavyinJiangnanShipyard(Group)Co．，Lt

3、d．，Shanghai201913，China；2．LuoyangShipMaterialResearchInstitute，Luoyang471023，China)Abstract：Numericalsimulationmethodwasusedtoanalyzetheweldingresidualstressoflowstrengthmatchbuttjointundertheconditionoftwoconstraintconditionsandfiveyieldstrengthmatchfactors．Theresult

4、sshowthatthethree-wayresidualtensilestressoflowstrengthmatchjointsattheweldrootissmallandhaslittleinfluenceonstaticloadstrength．Thethree—wayresidualtensilestressattheweldtoeislargeandhasadverseinfluenceonfatiguestrengthandcoldcrackperformance．Whenyieldstrengthofweldme

5、taldecreaseevery25MPa，thelongitudinalresidualstressoffreestateandtransversalresidualstressofcon—strainedstatewillreducebyabout11MPa．Keywords：lowstrengthmatch；weldingresidualstress；yieldstrengthmatchfact0r；numericalsimulation为减轻结构重量和降低建造成本，结构钢强系数表示，所谓屈服强度匹配系数，是焊缝金度级别一直

6、不断提高，随着钢强度级别的提高，属屈服强度．与母材金属屈服强度R．之比，若焊接接头仍采用等强匹配，焊缝处高的碳当量w即=，当M>1为焊接接头高匹配组合；降低了焊缝的塑韧性，增大了焊缝和热影响区出p02现冷裂纹的倾向，同时也增大了结构在使用中发=1为焊接接头等匹配组合；<1为焊接接头低生低应力脆性破坏倾向¨；为解决该焊接难题，匹配组合，在M<1时，匹配系数值越小，焊缝改善高强钢等强匹配带来的不足，国内外已开展屈服强度越低于母材屈服强度值。了很多的高强钢低强匹配接头的研究¨J。焊接结构中的拘束应力，广义上也称之为焊焊接接头的匹配程度通

7、常以屈服强度匹配接残余应力，是焊接局部地快速加热、冷却与焊收稿日期：2014—10—28作者简介：吴松林，男，1978年生，高工，主要从事船体钢焊接技术应用研究。E—mail：wusonglin@725．com．an。·34·材料开发与应用2015年2月接接头刚性共同作用的直接结果，它不仅是焊接中，不再单独考虑。接头中各种裂纹类缺陷产生的必要条件，而且也(2)假设低合金高强钢为各向同性，不考虑是影响焊接结构服役失效的重要因素之一。相变潜热的影响。采用试验方法测试残余应力存在很大的分散度，(3)假设焊缝金属与母材的弹性模量、密很难获

8、得匹配系数与残余应力的相关性，本文采度、泊松比、导热系数、比热和线膨胀系数相同。用焊接数值模拟方法，分析了低强匹配对接接头(4)假设焊接以恒定速度进行，电弧的能量焊接残余应力分布特点，并在其它条件相同情况密度服从双椭球形热源分布。下，只改变强度匹配