喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场的数值模拟

作者：邢家麒; 吴跟上; 赵树森; 贺占蜀^*; 李延民; 邵景干; 余桧鑫

来源：表面技术, 2021, 50(09): 70-80.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.09.006

• Q235B
• 焊接
• 随机喷丸
• 残余应力
• 最优参数
• 数值模拟

目的建立随机喷丸模型,模拟喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场。方法首先,建立Q235B焊接接头模型,通过间接耦合法计算焊接残余应力。然后,将残余应力作为初始条件导入焊接接头喷丸模型,研究弹丸直径d、弹丸速度v、弹丸入射角θ和弹丸质量流量rm对焊接接头残余应力场的影响规律。最后,分析喷丸后焊接接头残余应力场的改善情况。结果焊后焊缝横向残余应力σx和纵向残余应力σz分别可达227、196MPa,调整喷丸参数可以消除残余拉应力并引入残余压应力。本仿真范围内,d=1mm、θ=60°、v=60 m/s、rm=9 kg/min为最优喷丸参数,此时对于σx和σz,表面残余压应力分别可达–246、–275 MPa,最大残余压应力分别为–306、–310 MPa,最大残余压应力深度分别为0.24、0.27 mm,残余压应力层深度分别为0.78、0.66 mm。结论无论是σx,还是σz,增大d和θ,最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增大;增大v,最大残余压应力、最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增加。因此,喷丸强化能够明显改善Q235B焊接接头残余应力场。

• 单位
  公路学院; 河南交通职业技术学院; 郑州大学