20鋼常用于石油化工、能源等工業(yè)管道材料,而0Cr18Ni9不銹鋼常用于耐腐蝕環(huán)境。為節(jié)約成本,一般OCr18Ni9用于管道接頭關(guān)鍵部位,而其余位置采用普通碳鋼,所以20鋼與0Cr18Ni9連接至關(guān)重要。目前20/0Cr18Ni9之間的連接問題在于接頭組織問題、腐蝕問題及殘余應(yīng)力問題。由于實(shí)驗(yàn)條件及方法的局限性,關(guān)于殘余問題方面的研究還較少,并且20/0Cr18Ni9異種金屬焊接接頭殘余應(yīng)力及變形還未有系統(tǒng)的研究。故此,采用有限元方法對20/0Cr18Ni9異種金屬焊接開展應(yīng)力場及變形研究,有助于彌補(bǔ)殘余問題研究的不足,同時(shí)為工程實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。本文基于Simufactwelding有限元仿真軟件,采用實(shí)際研究與數(shù)值模擬兩種方式,設(shè)計(jì)了熱輸入、層間溫度以及環(huán)境溫度單一因素對焊接接頭影響,以及多焊接參數(shù)組合下的正交試驗(yàn),研究了 6mm厚的20/0Cr18Ni9板材的應(yīng)力場及變形結(jié)果。研究表明隨著熱輸入的增加,殘余應(yīng)力及變形均增加;隨著層間溫度的增加,殘余應(yīng)力增加而變形略微降低;隨著環(huán)境溫度的增加,殘余應(yīng)力降低而變形略微增加。多焊接參數(shù)組合下的應(yīng)力場結(jié)果顯示每個(gè)模型應(yīng)力分布大體相似,... 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２研究技術(shù)路線圖??

機(jī)將無法計(jì)算。另一方面，焊接過程中，受熱最大處發(fā)生在焊縫及熱影響區(qū)，??這些部位溫度梯度最大，產(chǎn)生的應(yīng)力最集中，最需研宄考慮，所以需要采用細(xì)網(wǎng)??格，遠(yuǎn)離焊縫處溫度梯及應(yīng)力變化較小，可采用較稀疏的網(wǎng)格。這種劃分網(wǎng)格方??式整體上既保證了計(jì)算精度又減少了計(jì)算時(shí)間。??本次模擬采用三維軟件建立三維模型，然后采用網(wǎng)格劃分軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，??此次網(wǎng)格采用四面體網(wǎng)格。為保持計(jì)算精度和計(jì)算速度，在溫度梯度較大的焊縫??及焊縫附近采用細(xì)網(wǎng)格劃分，遠(yuǎn)離焊縫較遠(yuǎn)處采用較稀疏網(wǎng)格劃分。結(jié)果模徹如??圖２．２所示。本次有限元模型網(wǎng)格單元５９７５４，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)７０７７０。??麵??圖２．２結(jié)構(gòu)模型??１５??

基于Ｓｉｍｕｆａｃｔ?ｗｅｌｄｉｎｇ的２０／０Ｃｒｌ８Ｎｉ９異種金屬焊接模擬研究??（１）村料熱物理性能參數(shù)??焊接過程涉及到熱量的變化，焊接材料在不同溫度下，性能將發(fā)生變化。故??此，考慮隨著溫度變化而改變的材料性能參數(shù)，將保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。本課??題采用試驗(yàn)材料為２０鋼及０Ｃｒｌ８Ｎｉ９，兩者的熱物理參數(shù)如圖２．３所示，力學(xué)參??數(shù)如２．４所示。??（ａ）？，ｊ?（ｂｆｌ??，?０－８－?ｗ?＾?ｗ???＿?一?／一?．??？?＾＾?Ｖ，，Ｔｒ／’…??１?０．７－??〇ｊ－?＾＾??＾?＋?熱導(dǎo)率（＿就）?Ｗ＇??Ｍ?＿?Ｖ?－＜Ｈ－Ｌｔｆｔ？ＫＪ．ＫｇＫ）?＋?比熱容（ＫＪ?嗎．Ｋ＞??療?－＾ｒ－■比?泊松比??密度（ｌＯＶｃｍ１）?０．４?－?－Ｖ－密度（Ｍ）Ｖ’ｃｍ、??０，４?＊?／?＂＾ｘ＿?ｕ－３－ｉｋ—ａ?▲—??〇３?＿?—豳?１?〇＾－??‘）二．?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?１?Ｉ?■?Ｉ?０．１－?＂?■?ｉ?＊?｜?＾?ｉ?１?Ｉ?Ｊ?、?‘?ｉ＂＇１?＂，ｖ＂?ｉ?１１?＇＊?＊??０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００??溫度（？〇＞?溫度（ｒ）??圖２．３熱物理參數(shù)⑷２０鋼，（ｂ）０Ｃｒｌ８Ｎｉ９??（ａ）２５〇￣ｊ?一》＿楊氏模袋（ＧＰａ＞?ｆ￣ｔ?（ｂ）５（１?＋?楊氏模ｆ（ＧＰａ）?￣??—熱膨張系數(shù)（丨０）＊Ｃ）ｙ?熱澎脹系數(shù)（丨０．７／ｆ）??，５Ｕ＇ｎ＞Ｖ?Ｔ、??１?＼１．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼管破裂的原因[J]. 王長健.  腐蝕與防護(hù). 2018(05)
[2]0Cr18Ni9不銹鋼換熱管應(yīng)力腐蝕開裂原因分析[J]. 熊立斌,孟若愚.  理化檢驗(yàn)(物理分冊). 2017(12)
[3]原油輸出終端輸油管線泄漏原因分析[J]. 林楊.  機(jī)械工程材料. 2017(06)
[4]焊接工藝對304不銹鋼管材焊接接頭組織與性能影響的研究[J]. 樊萌,郭廣思.  沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[5]不銹鋼硝酸輸送管道焊縫的腐蝕失效原因[J]. 孔令真,路偉,徐一慧,呂海武,徐光遠(yuǎn),王奎升.  腐蝕與防護(hù). 2017(05)
[6]船舶蒸汽管道用鋼12Cr1MoV的回火脆性研究[J]. 魏愛玲,王鑫,李若冰,李蘭珍.  熱加工工藝. 2017(02)
[7]采用BNi-2釬料真空釬焊0Cr18Ni9不銹鋼管材[J]. 楊敏旋,賈振東,藺曉超,劉春鳳,張杰,馮聰.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]16Mn/304異種材料的瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊焊接工藝[J]. 岳龍,俞建榮,王磊,鄧祎楠,馬秀,劉志宏.  焊接技術(shù). 2016(01)
[9]多元胺鍋爐水處理劑在電廠環(huán)境中對20號鋼的保護(hù)作用[J]. 姚勇,周騰,楊景,高立新,張大全.  腐蝕與防護(hù). 2015(11)
[10]0Cr18Ni9不銹鋼焊接溫度場模擬與驗(yàn)證[J]. 遲露鑫.  焊接技術(shù). 2015(11)

博士論文
[1]西氣東輸二線高鈮X80鋼直縫埋弧焊管應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)研究[D]. 陳小偉.燕山大學(xué) 2013
[2]X80高鋼級管線鋼埋弧焊絲的研究[D]. 陳延清.天津大學(xué) 2010

碩士論文
[1]304不銹鋼水下激光焊接排水裝置設(shè)計(jì)及焊接工藝研究[D]. 邢霄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]Q345/316L異種鋼焊接溫度場及殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬[D]. 楊江.西南石油大學(xué) 2017
[3]核電站用304不銹鋼焊接接頭組織和應(yīng)力腐蝕行為研究[D]. 李博.天津大學(xué) 2016
[4]低碳鋼/低合金高強(qiáng)鋼薄板焊接變形的數(shù)值模擬[D]. 孫岱.重慶大學(xué) 2011
[5]熔化帶極自動熔敷焊工藝方法研究[D]. 嵇大園.南京理工大學(xué) 2006



本文編號：3600989