焊接数值模拟中热源的选用原则

热源模型是焊接过程数值模拟的基础,其选择直接影响模拟结果的准确性。综述了焊接数值模拟热源模型的研究进展,着重分析了Rosenthal-Rykalin热源、平面高斯热源、双椭圆热源、均匀体热源、半球状热源、旋转高斯体热源、双椭球热源和组合热源的应用现状,最后总结了热源模型的选用原则。最后指出,建立更精确的三维热源模型,从而分析焊接熔池的熔化与凝固过程,已成为焊接数值模拟热源模型的发展方向。

基于SMAW高温熔池流动的元素分布

本文对比了焊炬摆动对熔池内部流动和元素分布规律的影响。焊炬无摆动时元素分布呈双峰型,峰值位置在熔池中心左右3 mm处;熔池中心Mn、Mo、Ni和Cr含量较高,分别为1.298%、0.149%、0.146%和0.011%;旋涡中心C、Si、P和S含量最大,分别为0.048%、0.260%、0.014%和0.009%。焊炬摆动时元素分布呈单峰型;熔池中心C、Si、P和S含量最高,分别为0.050%、0.270%、0.016%和0.010%;熔池中心Mn、Mo、Ni和Cr含量最低,分别为1.121%、0.063%、0.062%和0.005%。

焊接热输入对高温熔池形态的影响

焊接熔池形态对焊接过程和焊接质量有着重要影响,熔池的形状不仅决定了焊缝的形状,而且对焊缝的组织、力学性能和焊接质量均有重要影响。本文使用ANSYS有限元软件,采用"生死单元"技术,对X80管线钢复合型坡口多层焊的焊接过程进行二维模拟,研究各填充焊层受后一焊层热影响后,其高温停留时间和熔深随焊接热输入的影响规律。结果表明,焊层的峰值温度随着热输入的增加而增大,填充焊层焊接热输入从13.25 kJ/cm增加到14.57 kJ/cm,高温停留时间的百分比增量是热输入从12.04 kJ/cm增加到13.25 kJ/cm的一半;而各焊层熔深的增加值不变,均为0.45 mm。