奥氏体不锈钢焊接变形和残余应力仿真

作者：钟华^*; 周南阳; 汤文

来源：工业技术创新, 2021, 08(04): 20-41.

DOI：10.14103/j.issn.2095-8412.2021.08.004

• 焊接接头
• 奥氏体不锈钢
• 热弹塑性
• 焊接变形
• 残余应力

奥氏体不锈钢船体结构的焊接变形和残余应力会造成腐蚀开裂等风险。采用MSC.MARC非线性有限元分析软件开展热弹塑性研究,基于5种船体结构典型焊接接头,在不同规格试板、多种热输入下,研究焊接变形和残余应力。研究发现:1)试板内焊接变形和残余应力的大小和分布受热输入量影响显著,典型接头焊接应力随热输入增加而有增大趋势。对接T型接头的横向应力和纵向应力峰值对热输入量增加更为敏感,最大增幅可达37.8%;Mises应力在角接T型接头内增加更为显著,最大增幅可达11.6%。2)典型接头的焊接变形随热输入量增加则显示不同的变化趋势,对接接头总变形量随热输入量增加而增大;角接T型接头则随总变形量随热输入量增加而减小。研究结论:在奥氏体不锈钢船体结构建造中,关注接焊时热输入量的控制,可避免焊后出现过大的焊接变形和残余应力。