对接接头I型坡口焊接工艺研究毕业论文(6)

2019-03-28 20:50

图4-4

由图4-2可看出方案1下平板的横向收缩在中部的黄色和蓝色区域变形最大,在拘束部位即红色区域变形为零,收缩变形在焊缝左右对称分布。

由图4-3可看出平板在平行于焊缝方向的纵向收缩由焊缝两端向中心收缩,其在焊缝两端的黄色和红色还有小部分蓝色区域变形最大,而且红色区域明显大于黄色区域。这是由于焊缝先焊的部分在后续的焊接过程中已经开始冷却收缩,而后续的焊接对其有一定程度的温度影响,即后焊部分相比于先焊部分冷却温度梯度更大,因此平板在后焊完的部分纵向收缩变形更大,即平板在沿着焊接运动方向纵向收缩越来越大。同理,平板横向收缩和角变形也是如此。

由图4-4可看出方案1下平板的角变形不大。

(2)图4-5、图4-6、图4-7分别是方案2焊后放大30倍后横向收缩、纵向收缩和角变形的宏观结果及变形云图。

图4-5 图4-6

图4-7

由上组图可看出的平板拘束部位如方案2的变形在焊缝两端处收缩较大,从而造成局部收缩严重,这是由于拘束部位太靠近焊缝两端导致,两端的金属受热膨胀,而冷却收缩没有足够的金属来补充。由图4-7也可看出平板有一定程度的角变形存在,橙色区域翘曲变形。

(3)图4-8、图4-9、图4-10分别是方案3焊后放大30倍后横向收缩、纵向收缩和角变形的宏观结果及变形云图.

图4-8 图4-9

图4-10

由图可看出方案3下平板的横向收缩在板中央部分较之于方案1、2都大,纵向收缩较之于方案1、2小,同时方案3也存在一定的角变形。

综上,方案2的拘束部位最不利于焊后平板的变形。为了研究三种方案下各区域的变形结果,更好的指导实际工作,选取如图a、图b两种节点方向上的变形曲线来进行对比研究和分析。

4.2.2 AB节点方向上的变形结果分析

在AB节点方向上即平板边缘对比分析三种方案下的平板横向收缩、纵向收缩和厚度方向变形。三种方案的变形曲线对比如图4-11、图4-12、图4-13。

图a

横向收缩0.2横向收缩值(mm)0.150.10.05015913172125293337414549板长度方向节点数

方案1方案2方案3图4-11

纵向收缩0.06纵向收缩值(mm)0.040.020-0.02-0.04-0.06板长度方向节点数15913172125293337414549方案1方案2方案3

图4-12

板厚度方向变形板厚度方向变形值(mm)0.080.060.040.020-0.02板长度方向节点数

方案1方案2方案315913172125293337414549

图4-13

由图4-11可看到在AB节点方向,板宽度方向变形都处于收缩状态,即焊后平板边缘都向焊缝方向收缩,其中变形值方案3最大,方案1在拘束点附近有一个小的波动,说明其在拘束点时收缩收到阻碍;由图4-12可看到方案1方案2方案3在板长度方向上的变形值均是向焊缝中心收缩,其中方案1在A节点附近还有小的伸长变形,方案2的变形值最大;由图4-13可看到在板厚度方向的变形是向Y的正方向翘曲,其中方案1的变形最小,即角变形最小,这一点也可由前宏观变形看出,方案2变形值最大,角变形大同时板中部向上隆起变形,方案3有较小的角变形和中部隆起变形。

综上,方案2在AB节点方向即板边缘纵向收缩和角变形最大,在如前所述的宏观变形中也得到此结论。而方案3的横向收缩最大,方案1的各方面变形最小。因此,方案2的拘束条件不利于焊后变形,方案1较之方案3在板边缘附近对焊后变形更有利。

4.2.3 CD节点方向上的变形结果分析

由上可得方案2不必再做对比分析,其不利于焊后变形。下面在CD节点方向上分别分析方案1和方案3的横向收缩,纵向收缩、厚度方向变形以及全部等效塑性应变。变形曲线对比如图4-14、图4-15、图4-16、图4-17。

图b


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