超高強鋼厚板結構件MIG焊溫度場應力場數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、重型車輛塔體由多塊20-60mm厚高強鋼板以及塔體頭拼焊而成，屬于典型的箱型結構，采用多層多道PMIG焊接工藝，依據(jù)工裝夾具定位固定，塔體制造要求嚴格的尺寸精度，需嚴格控制焊接變形。本文總結了前人對焊接數(shù)值模擬的研究，成功進行車體炮塔頂板和側板多層多道焊連接數(shù)值模擬，研究焊接過程中頂板的受熱變形規(guī)律以及不同焊道順序、不同約束條件下側板連接發(fā)生焊接變形的規(guī)律，并進行炮塔焊接工藝試驗，驗證焊接溫度、應力場模擬計算結果。
　　本文研究了

2、塔體PMIG自動焊接熱源模型，對熱源雙橢球模型進行了二次開發(fā)，通過校核熔融效果優(yōu)化熱源函數(shù)能量分布系數(shù)。頂板焊接開始后，熔池中心區(qū)域峰值溫度為2256℃，熔池呈“梨形”空間分布，隨著熱源前移，熔池溫度逐漸降低，等溫線輪廓呈現(xiàn)以焊接方向為長軸的近橢圓形狀，應力應變云圖顯示主要應力分布區(qū)為起弧點、焊道中部和收弧點。研究了側板的焊接應力場分布規(guī)律，研究三種焊道順序、三種約束條件下側板焊接的受熱及變形規(guī)律，Ⅲ方案焊道順序下板件受熱均勻，焊后變形

3、量小，殘余應力分布最優(yōu)，焊縫體的最高應力值為896.5MPa，起、收弧端應力值在239～418MPa之間;綜合焊接變形和焊后殘余應力分布，V方案約束條件最優(yōu)，變形集中在焊縫上，焊縫體及近焊縫區(qū)的形變量在0.228～0.452mm之間，焊縫殘余應力值在376.0～484.9MPa之間，殘余應力的分布區(qū)域在夾具釋放后明顯縮小，應力場分布得到優(yōu)化。進行了炮塔焊接工藝試驗:選測點的熱循環(huán)曲線變化趨勢與計算模型相一致，峰值溫度、溫度升高速度和溫度