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重庆法兰焊接的分析

2019/09/26 点击量:

  随着重庆法兰焊接过程的进行,热源后方区域内温度在逐渐降低,即焊缝在不断冷却。因此,离热源中心不同距离的各横截面上的温度分布是不同的,因而对焊法兰应力和变形情况也不相同。低碳钢重庆法兰焊接时不同截面处的温度及纵向应力。截面位于塑性温度区最宽处,该截面到热源的距离是si=vt(焊接速度,t为截面到热源的运动过程的时间)。

  截面I、I、IV到热源的距离分布为s2=次、s3=vt3、s4=Vt。截面IV距离热源很远,温度已经恢复到原始状态,其应力分布就是残余应力在该截面上的分布。截面I为塑性温度区最宽的截面,即600°C等温线在该截面处最宽。在该截面上温度超过600°C区域内,σs=0,产生的变形全部为压缩塑性变形。

  在600~500°C范围内屈服应力从0逐渐增加到0s,压应力也从0增加到σs,弹性开始逐渐恢复,所产生的变形除压缩塑性变形外,开始出现弹性变形;在500~200°C的范围内,重庆对焊法兰弹性应变达到最大值εs,压应力0=5,同时存在塑性变形;在200°C以下范围内,内应力σ《σs,并逐渐由压应力转变为拉应力,在板边处拉应力可能达到材料的拉伸屈服强度05s。由于内应力自身平衡的特点,截面上的拉应力区的面积与压应力区的面积是相等的。 在重庆法兰焊接过程中对应力与变形还可能造成影响的因素为相变。当发生奥氏体向马氏体转变等相变时,会伴随对焊法兰体积变化,这将给应力和应分布带来影响,同时也会影响其他物理和力学参数。对于低碳钢材料,相变发生在600C以上,而在大于600°C的范围内材料的屈服强度为零,所以可以忽略相变带来的影响。但是,对于其他对焊法兰则需考虑相变带来的影响。
重庆法兰

  需要指出,重庆法兰焊接时真实的温度场中焊接热源并非沿整个纵向长度均匀加热,焊接的温度场是一个空间分布极不均匀的温度场。薄板焊接时的典型温度场。由于焊接时的加热并非是沿着整个焊缝长度上同时进行,因此焊缝上各点的温度分布是不同的。

  这与前述长板条加热的情况存在差异。这种差异使平面假设的准确性降低。但是,由于重庆法兰焊接速度一般比较快,而材料的导热性能比较差,在焊接温度场的后部,还是有一个相当长的区域的纵向温度梯度较小,因此,仍然可以用平面假设做近似的分析。

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