Finite Element Analysis of Bottom Welds of High Strength Steel CO<sub>2</sub> Welding

Xin LIU; Zexin JIANG; Bo LIU; Jinjun MA

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2022.07.12

Welding Technology | Views : 0 下载量: 424 CSCD: 0

PDF
Export
Share
Collection
Album

Finite Element Analysis of Bottom Welds of High Strength Steel CO₂ Welding
Vol. 52, Issue 7, Pages: 84-92(2022)
Received：12 October 2021，

Revised：2022-02-24，

Published：25 July 2022
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.07.12
稿件说明：

移动端阅览

刘鑫，江泽新，刘博，等.高强钢CO₂焊打底层焊缝有限元分析［J］.电焊机，2022，52（7）：84-92. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.07.12. DOI：

LIU Xin, JIANG Zexin, LIU Bo, et al.Finite Element Analysis of Bottom Welds of High Strength Steel CO₂ Welding[J].Electric Welding Machine, 2022, 52(7): 84-92. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.07.12. DOI：

摘要

针对10 mm厚高强钢AH36平对接焊缝在相同热输入量、不同焊接热功率条件下的CO

焊匹配陶瓷衬垫打底层焊接进行了有限元分析试验，探究焊接过程中的温度场、残余应力、焊接变形的变化情况，分析打底裂纹产生的原因。通过分析可知：在打底层焊接时，熔池金属冷却收缩过程中，产生的残余应力数值在板材屈服强度和抗拉强度之间，发生板材不可逆的焊接变形，并有产生打底裂纹的不确定性；焊接热功率大，熔池温度高，冷却速度快，焊缝应力集中区增大；焊接卡码的装配限制了焊缝区的变形量，焊缝与卡码垂直位置的应力集中区进一步增大，打底层焊缝极易产生热裂纹。

Abstract

In this paper

the finite element analysis test of CO

welding matching ceramic backing bottom layer welding of 10 mm thick high strength steel AH36 flat butt weld under the same heat input and different welding heat power conditions was carried out to explore the temperature field

Changes in residual stress and welding deformation

and analyze the causes of bottoming cracks. It can be seen from the analysis that during the bottom welding

the residual stress value generated during the cooling and shrinkage of the molten pool metal is between the yield strength and the tensile strength of the plate

and the irreversible welding deformation of the plate occurs

and there is uncertainty about the occurrence of bottom cracks. The welding heat power is large

the temperature of the molten pool is high

the cooling rate is fast

and the stress concentration area of the weld increases; Further increase

the underlying weld is prone to hot cracks.

关键词

Keywords

references

郭纯，孔红雨，朱官朋，等 . 无缝药芯焊丝在海洋工程和船舶制造领域的应用分析［J］. 造船技术， 2016 （ 04 ）： 75 - 79 .

GUO Chun ， KONG Hongyu ， ZHU Guanpeng ， et al . The Application Analysis of Seamless Flux Cored Wire for Ocean Engineering and Shipbuilding ［J］. Marine Technology ， 2016 （ 04 ）： 75 - 79 .

张智，陈邦固，金立鸿，等 . 药芯焊丝在船舶焊接中的缺欠与对策［J］. 电焊机， 2007 ， 37 （ 6 ）： 86 - 91 .

ZHANG Zhi ， CHEN Banggu ， JIN Lihong ， et al . Defect and solution in flux-cored wire used in ship welding ［J］. Electric Welding Machine ， 2007 ， 37 （ 6 ）： 86 - 91 .

李良碧，张沛心，周宏 . 平板焊接接头裂纹扩展中残余应力分布的数值模拟［J］. 电焊机， 2015 ， 45 （ 8 ）： 90 - 96 .

LI Liangbi ， ZHANG Peixin ， ZHOU Hong . Numerical simulation of redistribution of residual stress in the crack propagation of plate butt-welded joint ［J］. Electric Welding Machine ， 2015 ， 45 （ 8 ）： 90 - 96 .

刘殿宝，李福泉，谭财旺，等 . EH36钢厚板双面双弧打底焊焊缝组织及性能［J］. 焊接学报， 2011 ， 32 （ 01 ）： 81 - 84，117 .

LIU Dianbao ， LI Fuquan ， TAN Caiwang ， et al . Microstructure and performance of backing weld joint of EH36 steel thick plate by double-sided arc welding ［J］. Transactions of the China Welding Institution ， 2011 ， 32 （ 01 ）： 81 - 84，117 .

孙凯祥，张晓飞，朱德钦，等 . 高强度钢典型焊接接头参数对残余应力的影响［J］. 舰船科学技术， 2021 ， 43 （ 17 ）： 64 - 69 .

SUN Kaixiang ， ZHANG Xiaofei ， ZHU Deqin ， et al . Research on the influence of parameters of typical welded joints on welding residual stress of high strength steels ［J］. Ship Science and Technology ， 2021 ， 43 （ 17 ）： 64 - 69 .

邱磊，龙宇飞 . 基于双面双弧焊接工艺的焊接接头残余应力及变形分析［J］. 船舶工程， 2015 ， 37 （ S1 ）： 182 - 185 .

QIU Lei ， LONG Yufei . Analysis of Welding Residual Stress and Welding Residual Deformation Based on Double Sided Arc Welding Technology ［J］. Ship Engineering ， 2015 ， 37 （ S1 ）： 182 - 185 .

任森栋，毕涛，李索，等 . P92钢多层多道焊接接头残余应力的有限元模拟［J］. 机械工程材料， 2019 ， 43 （ 11 ）： 42 - 46 .

REN Sendong ， BI Tao ， LI Suo ， et al . Finite Element Simulation of Residual Stress in Multi-layer and Multi-pass Welded Joint of P92 Steel ［J］. Materials for Mechanical Engineering ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 42 - 46 .

Dragi Stamenkovic ， Ivana Vasovic . Finite Element Ana-lysis of Residual stress in Butt Welding Two similar Plates ［J］. Scientific Technical Review ， 2009 ， 1 （ 1 ）： 57 - 60 .