基于ANSYS的X80管线钢焊接数值模拟

运用大型有限元软件ANSYS对X80管线钢埋弧焊接温度场进行了数值分析。根据实际情况建立多层多道焊的三维有限元模型,选用三维双椭球体积热源分布模式,采用生死单元技术模拟焊缝的依次生成,利用APDL参数化编程实现热源的移动和加载。计算得到了各个时间点的温度场瞬态分布以及典型特征点的热循环曲线。每层施焊后冷却100 s左右,层间温度降低到120℃,达到焊接生产要求。焊接温度场的分析计算为残余应力的求解和焊缝组织结构的准确预测奠定了基础。

CO_2气体保护焊温度场与焊缝成形的有限元分析

运用大型有限元软件ANSYS分析CO2气体保护焊接热过程,基于焊接试验结果在前处理器中建立焊缝余高的实体模型,在求解器中采用生死单元技术处理余高。对比不考虑余高、考虑余高但将熔化极焊接简化为非熔化极焊接、采用生死单元技术处理余高三种情况下焊接温度场和熔池形状的数值分析结果表明,占母材体积不足3%的余高对整个焊接温度场分布有明显影响,尤其是对熔池形状以及高温区的分析精度。并采用两种方案(调整热流集中参数和采用三维双椭球体积热源分布模式)进一步提高数值分析精度。通过数值分析结果与焊接试验结果的比较,得出三维双椭球体积热源分布模式可有效提高薄板熔化极焊接热过程数值分析精度。通过对常规熔化极焊接温度场与焊缝余高的探讨,可为大厚度工件多层多道焊接热过程的数值分析奠定基础。

X80级管线钢三丝埋弧焊接热过程的数值分析

针对X80级高强管线钢纵向焊缝三电极串列三丝埋弧焊,借助ANSYS有限元分析软件,采用生死单元技术处理双V形坡口填充,利用双椭球体积热源分布模式实现载荷的施加与求解,建立焊接热过程数值分析模型.计算结果表明,焊接开始后1.6 s时出现三电极共熔池现象,到5 s时焊接过程达到准稳态,形成长度逾100 mm的熔池;焊缝区和HAZ的焊接热循环曲线出现三个高温波峰,延长了热循环曲线的高温停留时间,是HAZ晶粒粗化和焊接接头性能劣化的主要诱因.焊接工艺试验与数值计算结果对比表明,熔宽比熔深吻合更加良好,考虑焊缝余高可进一步提高计算精度.

多参数对GTAW焊接温度场影响分析

运用ANSYS软件对钨极惰性气体保护焊接(GTAW)热过程进行数值分析.连续施焊20 s和自然冷却20 s的等温面瞬态演变结果表明,施焊开始后经过5 s工件全部熔透,但冷却开始后液态熔池区域在不到1 s内就全部消失;施焊阶段高温区域随热源同步移动,冷却开始后高温区域会逐渐后移并终冷至室温.工件上一系列等距离点的焊接热循环曲线表明,稳态时焊接热循环曲线升温阶段变化趋势相同,但由于熔融金属从液态转变为固态释放出相变潜热,使得冷却阶段变化趋势存在明显差别:越远离收弧位置的点,温度衰减越缓慢;越靠近收弧位置的点,衰减越快.并通过分析焊接电流、焊接速度、热流集中参数对焊接热过程的影响规律,获得了优化的焊接工艺参数.