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摘要
为研究高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布规律及影响因素，考虑了高强钢材非线性物理材料属性和焊接过程中的相变潜热，以均匀热源模型模拟第一道次熔化极气体保护焊(GMAW)热源，以双椭球热源模型模拟第二、三道次埋弧焊(SAW)热源，通过单元生死功能模拟焊缝生长过程，并在焊接荷载步间不断修正钢管与空气热传递的表面积，对3道次焊接工艺进行了热-结构耦合瞬态分析并根据拓展的有限元模型研究了焊接方向、道间温度、焊接速度对纵向残余应力分布的影响。与试验对比表明：有限元模型可对焊接纵向残余应力进行预测并为焊接工艺提供建议。高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布形式为：焊缝附近残余拉应力接近钢管屈服，随着距焊缝距离增大转变为残余压应力最大值后再次变为残余拉应力。焊接工艺建议：第一和第三道次焊接方向相同而第二道次反向，GMAW焊接速度为4 mm/s, SAW焊接速度为6 mm/s,在冷却时间成本可控范围内道间温度应控制在最低。
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单位中国电力科学研究院有限公司; 中国矿业大学（北京）; 建筑工程学院
