焊接顺序对筒节焊接质量的影响.pdf

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1、《热加工工艺》2013年6月第42卷第11期焊接顺序对筒节焊接质量的影响罗征志，曾京，秦胜谋(1．西南交通大学机械学院，四川成都610031；2．西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031；3．重庆赛迪工程咨询有限公司，重庆400013)摘要：运用有限元模拟分析方法，通过改变筒节焊接顺序来研究筒节焊接变形和残余应力的分布规律。结果表明，焊接顺序改变对温度场影响不大，但对筒节焊接之后的变形量和残余应力有一定影响，尤其是焊接变形量和焊缝横向残余应力变化较大，将给筒节后续加工带来困难。根据分析结果，选定了合理的筒节焊接顺序。关键词：筒节；焊接顺序；残余应力；有限元法中图分类号：TG4

2、04文献标识码：A文章编号：1001．3814(2013)11-0183．03EffectsofWeldingSequenceonWeldingQualityofShellSectionLUOZhengzhi，ZENGJing2，QrNShengmou(1．SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；2．TractionPowerStateKeyLaboratory，SouthwestJiaotongUniversity，Chengd．6．~03l，China；3．Chongqin

3、gCISDIEngineeringSupervisionCo．，Ltd．，Chongqing400013，China)Abstract：Thefiniteelementmethodwasappliedtostudytheweldingdistortionandweldingresidualstressofshellsectionsunderdiferentweldingsequence．Itindicatedthattheweldingsequencehaslittleefectsonthetemperaturefieldbuthasgreatinfluencesonthedistortio

4、nandresidualstresswhichcanafectthefollowingprocess．Accordingtothesimulationresults，thereasonableweldingsequenceisselectedandagoodshellsectionismanufactured．Keywords：shellsections；weldingsequence；residualstress；finiteelementmethod铁路罐车和汽车罐车制造过程中，其罐体通常1．1简节焊接工艺由封头和筒节组焊而成。筒节的成形质量，对罐体罐车筒节材料为Q345R，其料厚为10

5、mm。采的整体成形质量影响极大。而筒节成形过程中，筒用双面埋弧焊接工艺。其焊接工艺参数如表1所示。节对接拼焊是其关键成形制造工序。由于筒节料厚本文重点分析筒节内侧和外侧焊缝焊接先后顺序对一般较厚，通常都需多道焊接工序才能完成其焊缝焊接质量的影响。填充。焊接顺序的改变，将使得焊接变形和残余应表1筒节主要焊接工艺参数Tab．1Theprocessingparametersofshellsectionwelding力分布发生变化，因此，各道焊接工序的先后顺序安排显得格外重要[1]。当前生产过程中，焊接工艺的制定基本靠操作人员的经验和操作方便性而设定，没有理论的指导进行工艺设置，而有限元分析能对焊1

6、．2筒节焊接有限元模型接质量进行预~lJ[2】。该罐车筒节直径为2980mm，宽度为1600mm。本文运用有限元分析方法，对罐车筒节的焊接为提高计算效率，网格划分时对内外侧焊缝的熔池进行模拟分析，通过改变焊接顺序，研究不同焊接顺区、热影响区及附近区域采用较细网格，远离该区域序下其焊接变形和焊后残余应力分布规律。根据研采用粗大的实体网格单元。筒节焊接有限元模型如究分析结果，制定合理的焊接顺序，从而为实际生产图1所示。中焊接工艺制定提供理论依据。焊接模拟过程中，选用双椭球热源模型，设置初始温度为20℃[6]。并在筒节模型上与焊缝区正对位1焊接工艺和有限元模型置选取三个节点，分别进行、和方向约束，

7、以消除焊接模拟过程中刚体位移。为分析比较焊接收稿日期：2012．12．12顺序对焊接质量的影响，本文选用了先焊内侧焊缝作者简介：罗征志(1977一)，男，四川隆昌人，讲师，博士研究生；E—mail：zhzhluo@swjtu．edu．Crl后焊外侧焊缝和先焊外侧焊缝后焊内侧焊缝两种工183