摘要

利用等强匹配焊丝和混合气体保护焊方法制备了Q960E低合金高强钢的多层多道对焊接头。采用实验法测量了焊接温度循环、焊接变形以及焊接残余应力,同时观察了焊接接头的微观组织,并测量了硬度分布。基于焊接接头的组织特征,以SYSWELD软件为平台,开发了考虑“热-组织-应力”多物理场耦合的热-弹-塑性有限元计算方法。重点考虑了热影响区的固态相变材料模型,采用JMAK方程描述加热阶段的奥氏体化过程,采用K-M关系模拟冷却阶段的马氏体相变过程,同时基于Leblond模型考虑了冷却过程中的相变诱导塑性。数值模拟结果与实验测量结果的对比表明,有限元模型得到的残余应力分布和焊接变形与实测数据吻合较好,同时数值模拟结果还证明了固态相变对Q960E钢对接接头热影响区的残余应力分布与大小均有显著的影响。