本文選題：鑭、氧化鈰 + 多層多道焊接��； 參考：《江蘇師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：焊接是現(xiàn)代制造技術(shù)中重要的金屬連接方法。在焊條中添加稀土元素鑭(La)、氧化鈰(CeO_2),可以有效地細(xì)化熔敷金屬的微觀組織,提高其力學(xué)性能。同時,數(shù)值模擬是一種低成本、可靠性較高的確定焊接工藝參數(shù)的方法。本文基于Visual Environment軟件,對含稀土元素La/Ce的對接接頭多層多道焊接過程中產(chǎn)生的溫度場、應(yīng)力場、微觀組織、變形及焊后殘余應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對提取的結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)的研究。設(shè)計了12組模擬方案,每個方案在焊條組分與焊接速度上各有區(qū)別。利用Visual Mesh軟件完成了V型坡口對接接頭的有限元模型的建立,然后在Visual Weld軟件工藝向?qū)е袑Υ?2組方案的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。模擬得到了第六組方案產(chǎn)生的變形最小,第六組方案中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的La及0.1%的CeO_2。利用Visual Viewer軟件,提取了特征點的熱循環(huán)曲線及焊接過程中溫度分布云圖,總結(jié)了溫度場的變化規(guī)律。根據(jù)熱循環(huán)曲線可知,多層多道焊的溫度場變化更加復(fù)雜,已經(jīng)完成的焊道的溫度場會受到后續(xù)焊道焊接的影響。通過分析焊接過程中應(yīng)力場分布云圖及特征路徑的殘余應(yīng)力趨勢圖,發(fā)現(xiàn)在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)以及夾持點附近區(qū)域處的殘余應(yīng)力最大。通過對產(chǎn)生最小變形的第六組方案與沒有添加稀土元素的第一組方案進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)添加稀土元素后,整體構(gòu)件的殘余應(yīng)力數(shù)值有所降低。根據(jù)模擬得到的相比例曲線圖可知,熔敷金屬中主要有鐵素體及珠光體。利用BX51M金相分析系統(tǒng)對第六組方案的熔敷金屬進(jìn)行觀察,測量計算出鐵素體及珠光體的比例關(guān)系,發(fā)現(xiàn)其與模擬結(jié)果一致,同時進(jìn)一步分析了稀土元素對于熔敷金屬組織的影響。
[Abstract]:Welding is an important method of metal joining in modern manufacturing technology. The addition of La _ 2O _ 3 and ce _ 2O _ 2 into the electrode can effectively refine the microstructure and improve the mechanical properties of the deposited metal. At the same time, numerical simulation is a low cost and high reliability method to determine welding parameters. Based on Visual Environment software, the temperature field, stress field, microstructure, deformation and residual stress of butt joint with rare earth element (La/Ce) during multilayer and multi-pass welding are numerically simulated. The results of extraction were studied. Twelve groups of simulation schemes are designed, each of which is different in composition of electrode and welding speed. The finite element model of V-groove butt joint is established by using Visual Mesh software, and then the process parameters of the 12 groups are set up in the Visual Weld software process guide. The simulation results show that the sixth group has the smallest deformation, and the sixth group has 0.5% La and 0.1% CEO _ 2s added to the sixth group. By using Visual Viewer software, the thermal cycle curve of characteristic points and the temperature distribution cloud diagram during welding are extracted, and the variation law of temperature field is summarized. According to the thermal cycle curve, the temperature field of multi-layer and multi-pass welding is more complicated, and the temperature field of the completed welding pipe will be affected by the subsequent welding. By analyzing the distribution of the stress field and the trend of residual stress in the characteristic path during welding, it is found that the residual stress is the largest in the heat affected zone on both sides of the weld and the area near the clamping point. By comparing the sixth group of schemes with the first group without rare earth elements, it is found that the residual stress of the whole member decreases after the addition of rare earth elements. According to the simulated phase ratio curves, ferrite and pearlite are the main elements in the deposited metal. The BX51M metallographic analysis system was used to observe the deposited metals of the sixth group. The proportion of ferrite and pearlite was measured and calculated. It was found that the results were consistent with the simulation results. The effect of rare earth elements on the microstructure of deposited metal was also analyzed.
【學(xué)位授予單位】：江蘇師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG404

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本文編號：1815259