【摘 要】
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本文针对T型梁埋弧焊成型后容易上拱变形的问题提出了一种同步加热校直工艺,设计了三种同步加热校直方法,分别对6m长的T型梁进行校直,研究了不同方法的校直效果,验证该工艺的可行性并分析不同的校直工艺参数对校直效果的影响。首先利用Workbench软件对T型梁的埋弧焊焊接过程进行温度场的数值分析。选用T型梁的一半来进行焊接分析,利用双椭球热源作为埋弧焊的焊接热源,建立埋弧焊焊接热-力耦合模型。温度场的结
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本文针对T型梁埋弧焊成型后容易上拱变形的问题提出了一种同步加热校直工艺,设计了三种同步加热校直方法,分别对6m长的T型梁进行校直,研究了不同方法的校直效果,验证该工艺的可行性并分析不同的校直工艺参数对校直效果的影响。首先利用Workbench软件对T型梁的埋弧焊焊接过程进行温度场的数值分析。选用T型梁的一半来进行焊接分析,利用双椭球热源作为埋弧焊的焊接热源,建立埋弧焊焊接热-力耦合模型。温度场的结果分析结果表明,T型梁熔池的熔宽为11mm,熔深为7mm,熔池中心的温度最高,最高温度为3000℃左右,熔合区温度梯度最大,其次是热影响区,最小的是母材区。利用热电偶对T型梁焊接过程的温度进行了测量,测量结果与模拟的焊接结果基本符合。其次将温度场的模拟结果作为热载荷加载到应力场中,得了T型梁不同时刻的应力场变化以及焊后残余应力分布情况,并对T型梁的变形情况进行了预测。T型梁在焊接完成并冷却至室温后,焊接接头处的等效应力均为拉应力,熔合区的等效应力最大,等效应力为346MPa,热影响区次之,等效应力为283MPa,最小的是母材区,等效应力为81MPa。6m的T型梁的上拱变形量为16.9mm,对其他长度的T型梁进行焊接模拟分析,发现T型梁的长度越长,上拱变形量越大。最后对提出的三种校直工艺进行模拟分析,得到校直温度场与应力场分布以及校直效果。结果表明,校直工艺A、工艺B、工艺C的最大校直率分别为47%、67%、91%,校直工艺C的效果最好,最终的校直结果达到预期。对比工艺A与工艺B,可以得出加热温度越高,反向变形的程度就越大;对比工艺A与工艺C,可以得到加热面积越大,反向变形程度就越大,而反向变形程度越大,则越容易达到校直的目的。
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