坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

摘要：

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛.在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口.由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置.理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响.采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对 Q345 与 SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响.以有限元软件 ABAQUS 为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形.采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形.通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性.研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧.数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响.试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值.

关键词：异种钢焊接、有限元、坡口形式、残余应力、焊接变形

所属期刊栏目：51

分类号：TG404(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51275544

在线出版日期：2015-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：55-61