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摘要
目的 对2mm厚不锈钢管的焊接工艺参数进行优化，并基于模拟仿真软件对接头的热应力场进行模拟，以解决薄壁管件接头应力测试不方便的问题。方法 以TIG焊对2 mm不锈钢管进行焊接，通过对接头宏观形貌、微观组织、显微硬度等结果进行优化进而得到最佳焊接工艺参数，采用双椭球热源和温度-位移耦合方法结合最优工艺参数进行数值模拟。结果 当焊接电流为150 A、焊接速度为66 cm/min时，焊接接头全部熔透，且正面及背面焊道均匀致密，成形良好。焊缝中心上部区域和下部区域均呈现等轴晶形貌，下部区域尺寸较上部区域尺寸略大，熔合线附近为柱状晶组织。焊接接头显微硬度整体分布呈现U形，其中热影响区显微硬度（197HV）大于焊缝区域硬度（162HV），熔合线附近显微硬度达到最低值（145HV）。模拟结果显示，在焊接过程中，当纵向残余应力从母材向焊缝中心过渡时，由压应力逐步转化为拉应力；焊缝中心横向应力呈现为压应力，向两侧母材过渡时应力值逐渐趋近于0，径向应力值变化幅度较小，模拟数据变化趋势与实测数据变化趋势接近。
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单位江苏海事职业技术学院; 江苏科技大学
