SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响.pdfVIP

学兔兔 第 51卷第 10期 机 械 工 程 学 报 VO1．51 No．1O 2015年 5月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Mav 2015 DoI： 10．3901／JME．2015．10．055 坡 口形式对 Q345／SUS304异种钢对接接头残余 应力和变形的影响木 蔡建鹏 叶延洪 张彦杰 1,2 邓德安 (1．重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400044； 2．重庆长征重工有限公司 重庆 400083) 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，开发热一弹一塑性有限元数值计算方法来模拟板厚 为 10ulm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。采用盲孑L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 中图分类号：TG404 Study0nInfluences0fGrooveType0nW eldingResidualStressand Def0rmati0ninQ345／SU$304DissimilarSteelButt．weldedJoints CAIJianpeng YEYanhong ZHANGYanjieIj DENGDean (1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering．ChongqingUniversity,Chongqing400044； 2．ChongqingChangZhengHeavyindustryCo．，Ltd．，Chongqing400083) Abstract：Dissimilarsteeliointshavebeenmoreandmorewidelyusedinindustriesinrecentyears．Ⅵ enadissimilarsteelioint withmedium orthickplateisperformed，agrooveisusuallypreparedforobtainingasoundjpintwith Upenetration．Becauseweld metalneedstobedepositedwithinthergoovetoofrm theipint．itisexpectedthatdifferentrgooveshapewillrequiredifferentheat inDutnadweldpasses．Theoretically,differentheatinputandweldpasspossiblyhavea1rageinfiuenceonweldingresidualsrtesses