多層焊在厚板焊接中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,國內(nèi)煤炭機(jī)械行業(yè)發(fā)展迅猛,煤炭開采逐漸向硬煤層發(fā)展,由于煤炭機(jī)械工作過程中承受較大的沖擊載荷和靜載荷,因此,硬煤層的開采對煤炭機(jī)械的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能提出了更高的要求,由于煤機(jī)的主體結(jié)構(gòu)為焊接結(jié)構(gòu),因此,焊縫的性能也變得尤為重要。
　　為了提高煤炭機(jī)械的性能,厚板在煤炭機(jī)械的焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來越廣泛。焊接結(jié)構(gòu)厚度的增大會(huì)導(dǎo)致焊縫熱影響區(qū)范圍增大,同時(shí)焊縫的缺陷敏感性也相對更加顯著,這些因素使得鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接接頭韌性

2、變差。此外,結(jié)構(gòu)的焊接變形將直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件機(jī)加工過程中加工余量過大,增加加工成本。因此,有必要研究鋼結(jié)構(gòu)厚板在不同焊接條件下的性能情況以及對焊接變形的影響規(guī)律。Q345B低合金高強(qiáng)鋼除了具有良好的力學(xué)性能、冷沖壓性、切削加工性外,還具有優(yōu)良的焊接性。廣泛應(yīng)用于煤炭機(jī)械、各種大型船舶、橋梁、壓力容器、起重機(jī)械、工程機(jī)械等焊接結(jié)構(gòu)中。開展Q345B厚板材料的焊接性研究,對于提高煤機(jī)產(chǎn)品重要受力結(jié)構(gòu)的使用可靠性將具有十分重要的意義。
　

3、　本課題采用富氬混合氣體(80％Ar+20%CO2)保護(hù)焊的焊接方法,使用多層多道焊和多層擺動(dòng)焊的焊接方式,在不同板厚、不同接頭和坡口形式、不同焊接條件下對Q345B低合金高強(qiáng)鋼厚板(板厚70mm、100mm)進(jìn)行了焊接試驗(yàn),重點(diǎn)分析了兩種不同焊接方式對接頭質(zhì)量、性能和焊接變形的影響規(guī)律,并對兩種焊接方式的生產(chǎn)效率和成本進(jìn)行了對比分析,探討了焊縫及熱影響區(qū)微觀組織與接頭力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。此外,應(yīng)用ANSYS大型有限元分析軟件對典型

4、結(jié)構(gòu)的焊接溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,并將用數(shù)值模擬方法得到的焊接熱循環(huán)曲線與通過測溫儀測量的試板實(shí)際焊接過程中指定位置點(diǎn)的熱循環(huán)曲線進(jìn)行比對,以此驗(yàn)證有限元數(shù)值模擬方法對焊接溫度場仿真的可行性和正確性。
　　本文通過一系列的試驗(yàn)研究,綜合考慮質(zhì)量、效率、成本三個(gè)方面,最終確定了厚板典型接頭的最佳焊接工藝方案。同時(shí),數(shù)值模擬方法在厚板焊接溫度場仿真上的成功運(yùn)用,為進(jìn)一步研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接熱過程以及焊接熱應(yīng)力和焊接變形提供了理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)