x80管線鋼激光電弧復(fù)合焊應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬及接頭性能

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4、的激光電弧復(fù)合熱源模型。基于所建熱源模型，對(duì)X80管線鋼進(jìn)行了不同焊接工藝參數(shù)下的溫度場(chǎng)數(shù)值模擬。經(jīng)對(duì)比，模擬結(jié)果與實(shí)際焊縫形貌相符，驗(yàn)證了熱源模型的準(zhǔn)確性。對(duì)窄間隙坡口多層焊進(jìn)行了溫度場(chǎng)數(shù)值模擬，結(jié)果表明：激光電弧復(fù)合焊具有加熱速度快、高溫停留時(shí)間短、冷卻速度快的特征。為分析不同焊接工藝參數(shù)下接頭的殘余應(yīng)力分布情況、冷卻過程中沿焊縫長(zhǎng)度方向橫向瞬時(shí)應(yīng)力的演化規(guī)律及沿板厚方向的橫向瞬時(shí)應(yīng)力分布，采用熱—結(jié)構(gòu)順序耦合的方法對(duì)焊接應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明：采用大激光功率小電弧電流復(fù)合焊時(shí)，產(chǎn)生的殘余應(yīng)力較大且在熔合區(qū)附近最高，殘余變形較??；激光功率越大，產(chǎn)生瞬時(shí)橫向拉應(yīng)力越大，結(jié)晶裂紋的

5、傾向也越大；結(jié)晶裂紋易出現(xiàn)在焊縫的起焊端與止焊端；相同焊接工藝參數(shù)下窄間隙坡口焊比平板堆焊更易出現(xiàn)結(jié)晶裂紋。研究了不同焊接工藝參數(shù)下激光電弧復(fù)合焊接頭的微觀組織及力學(xué)性能。結(jié)果表明，焊縫由大量針狀鐵素體、一定量的粒狀貝氏體和板條馬氏體組成；粗晶區(qū)由板條馬氏體和粒狀貝氏體組成；激光電弧復(fù)合焊接頭的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別為620MPa和710MPa，均高于母材、焊縫沖擊韌性高，滿足使用要求。關(guān)鍵詞：X80管線鋼；激光電弧復(fù)合焊；應(yīng)力場(chǎng)；數(shù)值模擬；微觀組織AbstractAbstractLaserarchybridweldingisakindofemergingspecialtyproces

6、singtechnology,whichhasmanyadvantagessuchassmallgrooveangle,smalldepositedamount,highenergydensityandlowheatinputwhenweldingthickplate.Therefore,X80pipelinesteelwasweldedbylaserarchybridwelding.TheweldingtemperaturefieldandstressfieldaresimulatedusingfiniteelementsoftwareANSYS.Consideringtheweld

7、ingprocessparameters,theinteractionoflaserandarcandtheeffectofnarrowgapgrooveonthedistributionofheatsources,twolaserhybridweldingheatsourcemodelsareestablished.Oneissuitableforflatsurfacingwelding.Andtheotherissuitablefornar