海工平臺(tái)工作環(huán)境惡劣,平臺(tái)樁腿對(duì)用鋼強(qiáng)度的要求越來(lái)越高,但是海工平臺(tái)樁腿焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)冷裂紋、接頭韌性降低和脆性斷裂等問(wèn)題,因而樁腿材料焊接成為海工平臺(tái)樁腿建造的技術(shù)難點(diǎn)之一。本文以海工平臺(tái)樁腿用高強(qiáng)鋼Q345/Q690焊接接頭為研究對(duì)象,結(jié)合數(shù)值模擬分析、焊接試驗(yàn)和金相分析的方法,對(duì)Q345/Q690焊接接頭進(jìn)行裂紋和力學(xué)性能的研究,通過(guò)分析不同焊接材料和焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭強(qiáng)度、韌性和顯微組織的影響,確定合理的焊接工藝參數(shù)。（1）采用彈塑性有限元方法分析異種高強(qiáng)鋼焊縫的抗裂性,應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)Q345/Q690斜Y型坡口焊接接頭進(jìn)行模擬,分析預(yù)熱溫度和熱輸入量對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明:通過(guò)焊前預(yù)熱,可以有效降低焊接殘余應(yīng)力;焊接熱輸入越大,焊接接頭處殘余應(yīng)力越大;在焊接熱輸入12~20kJ/cm時(shí),焊接接頭應(yīng)力最大值不超過(guò)Q690屈服強(qiáng)度的30%,焊接冷裂紋率較低。（2）采用三種強(qiáng)度等級(jí)焊絲JQ.MG50-3、JQ.TH550-NQ-Ⅱ、JQ.MG70-G-2,對(duì)Q345/Q690進(jìn)行斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn),研究焊接裂紋形成機(jī)理,以及預(yù)熱溫度、焊接熱輸入、焊接材料對(duì)接頭裂紋率的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的目的和意義
    1.2 海工平臺(tái)高強(qiáng)鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 海工平臺(tái)用高強(qiáng)鋼
        1.2.2 海工平臺(tái)樁腿用高強(qiáng)鋼
    1.3 海工平臺(tái)高強(qiáng)鋼焊接接頭研究現(xiàn)狀
        1.3.1 焊縫金屬?gòu)?qiáng)韌性匹配研究
        1.3.2 高強(qiáng)鋼焊接接頭冷裂紋研究
        1.3.3 高強(qiáng)鋼焊縫顯微組織研究
        1.3.4 高強(qiáng)鋼熱影響區(qū)顯微組織研究
    1.4 材料焊接性能分析
    1.5 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)
        1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 研究技術(shù)路線(xiàn)
第2章 鐵研模型的數(shù)值分析
    2.1 焊接過(guò)程的有限元法
    2.2 焊接溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的控制方程
    2.3 高斯熱源模型
    2.4 鐵研模型接頭溫度場(chǎng)的ANSYS數(shù)值模擬
        2.4.1 有限元模型的建立
        2.4.2 材料熱物理性能參數(shù)和選擇單元類(lèi)型
        2.4.3 焊接工藝參數(shù)和焊接過(guò)程模擬
    2.5 焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力模擬結(jié)果
        2.5.1 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
        2.5.2 殘余應(yīng)力分布
        2.5.3 預(yù)熱溫度的影響
        2.5.4 焊接熱輸入對(duì)殘余應(yīng)力的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 焊接試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方案
    3.1 焊接試驗(yàn)裝置
        3.1.1 焊接機(jī)器人系統(tǒng)
        3.1.2 力學(xué)性能試驗(yàn)設(shè)備
        3.1.3 金相分析設(shè)備
        3.1.4 試樣溫度場(chǎng)測(cè)試設(shè)備
    3.2 試驗(yàn)材料及焊接要求
        3.2.1 試驗(yàn)用母材
        3.2.2 試驗(yàn)用焊接材料
        3.2.3 焊接要求
    3.3 焊接試驗(yàn)方案
        3.3.1 斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)
        3.3.2 力學(xué)性能試驗(yàn)
        3.3.3 焊接接頭顯微組織研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Q345/Q690接頭裂紋率及形態(tài)分析
    4.1 斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)
        4.1.1 焊絲強(qiáng)度等級(jí)對(duì)裂紋率的影響
        4.1.2 焊接熱輸入對(duì)裂紋率的影響
    4.2 冷裂紋在接頭區(qū)位置和形貌
        4.2.1 宏觀冷裂紋的位置和形貌
        4.2.2 冷裂紋微觀形貌
    4.3 焊縫及熔合區(qū)的顯微組織
        4.3.1 焊縫區(qū)的顯微組織
        4.3.2 熔合區(qū)的顯微組織
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Q345/Q690焊接接頭力學(xué)性能
    5.1 焊接接頭的力學(xué)性能
        5.1.1 接頭抗拉強(qiáng)度
        5.1.2 接頭沖擊韌性
    5.2 微觀組織對(duì)焊接頭強(qiáng)韌性的影響
        5.2.1 焊縫顯微組織
        5.2.2 熔合區(qū)及熱影響區(qū)顯微組織
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]Q550+Q690異種鋼焊接接頭強(qiáng)韌性匹配研究[D]. 張蕾.山東大學(xué) 2011
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