约束控制对特厚板20MnNiMo钢焊接残余应力的影响

以热-弹塑性理论为基础,建立了100 mm厚20MnNiMo三维焊接有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了4种约束方式对特厚板焊接残余应力的影响,并通过盲孔法对部分模拟结果进行了试验验证.计算结果表明,约束位置的增加可以使焊接接头残余应力变大.随着约束位置的增加,焊缝区横向应力和热影响区纵向应力由压应力变成拉应力.约束位置越多,残余应力越大,焊接变形越小.模拟结果中,方案A试板

21 0 2年 6月

内蒙古科技大学学报J u a fIn rMo g l iest fS in ea dT c n lg o r lo n e n oi Unv ri o ce c n e h oo y n a y

J n,0 2 u e2 1Vo . 1 No2 1, . 3

第 3卷第 2期 1

文章编号：05—2 9 ( 02 0 04 29 2 5 2 1 ) 2— 13一o 5

约束控制对特厚板 2 M NM钢焊接残余应力的影响 0 n io麻永林，陈重毅，邢淑清，方立新(内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头 041) 10 0

关键词：控制；约束低合金钢；余应力；限元法残有中图分类号： G 0 T 44文献标识码： A

摘要：以热r单弓塑性理论为基础，建立了 10 m厚2 M NM三维焊接有限元模型， 0 m 0 n io利用A S S N Y有限元程序分析了4种约束方式对特厚板焊接残余应力的影响，并通过盲孔法对部分模拟结果进行了试验验证.计算结果表明，约束位置的增加可以使焊接接头残余应力变大 .随着约束位置的增加，焊缝区横向应力和热影响区纵向应力由压应力变成拉应力 .约束位置越多，残余应力越大，焊接变形越小.拟结果中，模方案 A试板边部翘曲变形最大，变形总量为 3 m, 9m方案 D变形最小，量为 08m .变形 . m

Efe t0 0 s r i e o t o n r sd a t e s f c fc n t a n d c n r lo e i u lsr s

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约束控制是焊接生产中减小焊接变形的有效措

制条件下的残余应力和变形的研究—.是关于 J但厚度大于 10Hn的特厚板相关研究尚未见报道 . 0Ⅱ

施，它不仅可以固定焊件，使焊接正常进行，还可以增加其刚性，有效地防治焊接变形.约束控制是影响焊接残余应力和变形的重要因素之一… .薄板焊在接生产中，采用合理的约束控制可以有效地减小焊接变形【 . 2一些研究者针对薄板进行了不同约束控]

万吨级模锻压机主缸通常是在高温高压等恶劣环境下工作，主缸壁厚一般都大于 10mn如此大 0 l.的厚度在焊接过程中产生的应力和变形比较复杂 . 为了得到约束控制对特厚板焊接变形和焊后残余应

收稿日期：0 1 2— 0 2 1—1 3

基金项目：国家“高档数控机床与基础制造装备”重大专项 O子课题(09X dI 04 0 ) 5 20Z OO4— 6— 5作者简介：麻永林 (9 2。, 16一)男陕西神木人，内蒙古科技大学教授，博士.