海工平臺工作環(huán)境惡劣,平臺樁腿對用鋼強度的要求越來越高,但是海工平臺樁腿焊接時會出現(xiàn)冷裂紋、接頭韌性降低和脆性斷裂等問題,因而樁腿材料焊接成為海工平臺樁腿建造的技術(shù)難點之一。本文以海工平臺樁腿用高強鋼Q345/Q690焊接接頭為研究對象,結(jié)合數(shù)值模擬分析、焊接試驗和金相分析的方法,對Q345/Q690焊接接頭進行裂紋和力學(xué)性能的研究,通過分析不同焊接材料和焊接工藝參數(shù)對接頭強度、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鋼焊縫的抗裂性,應(yīng)用ANSYS軟件對Q345/Q690斜Y型坡口焊接接頭進行模擬,分析預(yù)熱溫度和熱輸入量對焊接殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明:通過焊前預(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,焊接接頭應(yīng)力最大值不超過Q690屈服強度的30%,焊接冷裂紋率較低。（2）采用三種強度等級焊絲JQ.MG50-3、JQ.TH550-NQ-Ⅱ、JQ.MG70-G-2,對Q345/Q690進行斜Y坡口焊接裂紋試驗,研究焊接裂紋形成機理,以及預(yù)熱溫度、焊接熱輸入、焊接材料對接頭裂紋率的... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：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 海工平臺高強鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 海工平臺用高強鋼
        1.2.2 海工平臺樁腿用高強鋼
    1.3 海工平臺高強鋼焊接接頭研究現(xiàn)狀
        1.3.1 焊縫金屬強韌性匹配研究
        1.3.2 高強鋼焊接接頭冷裂紋研究
        1.3.3 高強鋼焊縫顯微組織研究
        1.3.4 高強鋼熱影響區(qū)顯微組織研究
    1.4 材料焊接性能分析
    1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究技術(shù)路線
第2章 鐵研模型的數(shù)值分析
    2.1 焊接過程的有限元法
    2.2 焊接溫度場與應(yīng)力場的控制方程
    2.3 高斯熱源模型
    2.4 鐵研模型接頭溫度場的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)和選擇單元類型
        2.4.3 焊接工藝參數(shù)和焊接過程模擬
    2.5 焊接溫度場和應(yīng)力模擬結(jié)果
        2.5.1 溫度場計算結(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 焊接熱輸入對殘余應(yīng)力的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 焊接試驗裝置及試驗方案
    3.1 焊接試驗裝置
        3.1.1 焊接機器人系統(tǒng)
        3.1.2 力學(xué)性能試驗設(shè)備
        3.1.3 金相分析設(shè)備
        3.1.4 試樣溫度場測試設(shè)備
    3.2 試驗材料及焊接要求
        3.2.1 試驗用母材
        3.2.2 試驗用焊接材料
        3.2.3 焊接要求
    3.3 焊接試驗方案
        3.3.1 斜Y坡口焊接裂紋試驗
        3.3.2 力學(xué)性能試驗
        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
        4.1.1 焊絲強度等級對裂紋率的影響
        4.1.2 焊接熱輸入對裂紋率的影響
    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 接頭抗拉強度
        5.1.2 接頭沖擊韌性
    5.2 微觀組織對焊接頭強韌性的影響
        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
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3658593