多層焊在厚板焊接中的應用研究.pdf

1、近年來,國內(nèi)煤炭機械行業(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械的強度、塑性、韌性等力學性能提出了更高的要求,由于煤機的主體結構為焊接結構,因此,焊縫的性能也變得尤為重要。
　　為了提高煤炭機械的性能,厚板在煤炭機械的焊接結構中應用越來越廣泛。焊接結構厚度的增大會導致焊縫熱影響區(qū)范圍增大,同時焊縫的缺陷敏感性也相對更加顯著,這些因素使得鋼結構厚板焊接接頭韌性

2、變差。此外,結構的焊接變形將直接導致結構件機加工過程中加工余量過大,增加加工成本。因此,有必要研究鋼結構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低合金高強鋼除了具有良好的力學性能、冷沖壓性、切削加工性外,還具有優(yōu)良的焊接性。廣泛應用于煤炭機械、各種大型船舶、橋梁、壓力容器、起重機械、工程機械等焊接結構中。開展Q345B厚板材料的焊接性研究,對于提高煤機產(chǎn)品重要受力結構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)保護焊的焊接方法,使用多層多道焊和多層擺動焊的焊接方式,在不同板厚、不同接頭和坡口形式、不同焊接條件下對Q345B低合金高強鋼厚板(板厚70mm、100mm)進行了焊接試驗,重點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性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。此外,應用ANSYS大型有限元分析軟件對典型

4、結構的焊接溫度場進行了數(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際焊接過程中指定位置點的熱循環(huán)曲線進行比對,以此驗證有限元數(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研究,綜合考慮質(zhì)量、效率、成本三個方面,最終確定了厚板典型接頭的最佳焊接工藝方案。同時,數(shù)值模擬方法在厚板焊接溫度場仿真上的成功運用,為進一步研究復雜結構的焊接熱過程以及焊接熱應力和焊接變形提供了理論基礎和現(xiàn)實