基于虚拟焊接技术的焊缝坡口设计

焊缝坡口的设计对焊接结构件的焊接成本和焊接质量有直接影响。目前的工程机械产品制造中,存在超出相关设计规范的大厚度差的焊接结构件对接。提出了一种虚拟焊接技术,运用其优化焊缝坡口的设计,并对现行的焊缝坡口设计国家标准的部分规定提出了一些建议。

LNG运输船独立液罐焊接残余应力分析

LNG(液化天然气)运输船舶建造过程中,焊接残余应力不仅可能使LNG运输船独立液罐产生裂纹,还可能与外加载荷叠加后改变独立液罐的承载能力。因此要了解独立液罐焊接后的应力分布,就有必要对其焊接残余应力进行有限元分析。应用轴对称模型及单元生死技术研究了某LNG运输船舶独立液罐焊接残余应力的分布规律,参照现有国标对独立液罐坡口尺寸进行了对比研究,探讨了坡口尺寸与焊接残余应力之间的关系,以及热处理对焊接残余应力的影响。研究结果表明:在独立液罐坡口角度为最小建议值的情况下,焊接残余应力(等效应力)随坡口深度的增大呈先减小后增大的趋势,当坡口深度为6 mm时,其残余应力达到最小值;与V型坡口角度和U型坡口角度相比,坡口深度对焊接残余应力的影响更加显著;结合实际结构及工艺,为减少焊接残余应力,尽量选择较小的坡口深度和坡口角度;独立液罐焊后热处理可以降低其焊接残余Mises应力,降低幅度达到了21%。研究结果为独立液罐焊接结构的设计、生产工艺的优化及降低焊接残余应力提供了理论依据。