外部拘束分布对薄板对接接头焊接失稳变形的影响

作者：周晓丽; 易斌; 王江超^*; 周方明

来源：中国舰船研究, 2023, 18(02): 168-175.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02531

• 薄板焊接
• 焊接失稳
• 外部拘束
• 有限元分析

[目的]由于薄板在焊接时极易产生失稳变形，从而影响建造周期、成本及材料使用性能，因此需通过施加外部拘束实现对薄板对接接头焊接失稳变形的控制。[方法]首先，进行外部拘束下的薄板对接焊试验，使用光学面扫描方法测量其焊后面外变形；同时，建立自由状态和外部拘束状态下的有限元模型，使用热弹塑性有限元（TEP FE）方法分析两种状态下薄板对接焊的热力学现象；最后，研究不同外部拘束分布对接头焊接失稳变形的影响，并从纵向塑性应变和纵向收缩力的角度分析其控制焊接失稳变形的原因。[结果]试验对应模型的面外变形结果与测量结果吻合良好，且小于自由状态下的面外变形结果；施加外部拘束使焊缝及其附近金属的纵向塑性应变减小，薄板所受的纵向收缩力减小。[结论]研究结果验证了外部拘束能有效地控制焊接失稳变形，且外部拘束的分布不同对焊接失稳变形的控制效果不同。

• 单位
  江苏科技大学; 华中科技大学