X90M管线钢多丝直缝埋弧焊接模拟与分析

以大型通用有限元软件ABAQUS作为模拟分析工具,基于施加在DFLUX子程序中的双椭球热源模型,采用间接耦合方式和“生死单元”算法,模拟X90M钢板内、外三丝直缝埋弧焊接过程,获得了相应的焊接温度场及残余应力场。结果表明:内、外多丝直缝埋弧焊接在焊接工艺参数一定的条件下,每丝的起始焊接时间(或焊丝间距)决定是否形成共同熔池;多丝共熔池焊接因多热源温度场叠加作用剧烈,熔池峰值温度高于多丝单熔池焊接时的,较高的焊接温度场使得焊接过程中能够较为充分地进行冶金反应,且有效降低焊接接头及其附近的冷却速度,使得多丝共熔池焊接形成的焊接接头的焊后残余应力也相对较小。在兼顾质量和生产效率的前提下,X90M多丝直缝埋弧焊接生产实践推荐采用多丝共熔池焊接工艺。

基于ANSYS二次开发及其在直缝埋弧焊的应用

为提高利用ANSYS进行多丝直缝埋弧焊数值模拟的分析效率,简化操作程序,在ANSYS平台上,针对多丝直缝埋弧焊的特点,利用其固有的参数化设计语言APDL进行二次开发,编制了一套参数化的多丝直缝埋弧焊数值仿真模块。此模块集成了大量的参数输入,能满足不同工艺条件下的数值模拟。利用此模块可以方便快捷地进行基于ANSYS的多丝直缝埋弧焊的数值模拟。整个过程完全实现了参数化建模、加载和后处理,从而减少了前后处理时间,提高了分析效率,并通过试验证明了此套模块的有效性。