[发明专利]一种预测旋转电弧低合金结构钢小角度焊接温度场的方法

摘要

本发明涉及一种预测旋转电弧低合金结构钢小角度焊接温度场的方法，包括根据旋转电弧低合金结构钢焊接温度场焊接条件，选取实验板，采用热电偶测量焊接热循环参数；针对具体情况建模及网格划分；确定模型热学边界条件；计算旋转电弧热源模型，提取其横截面状态并与实测横截面进行对比，通过微调降低两者误差，将边界条件及热源模型施加到旋转电弧低合金结构钢焊接模拟分析中，计算温度场并提取焊接热循环参数，完成旋转电弧低合金结构钢低角度焊接温度场的预测。本发明采用建立在少量工艺试验基础上的数值模拟技术，实现对旋转电弧低合金结构钢小角度焊接温度场定量分析与模拟，减少试验成本及工作量，对旋转电弧焊接的发展应用具有指导意义。

主权项

一种预测旋转电弧低合金结构钢小角度焊接温度场的方法，其特征在于实施步骤如下：（1）确定旋转电弧低合金结构钢的工艺参数、材料的物理性能、焊接环境，分析这些因素的焊接过程及焊接结果的影响；（2）根据上述焊接条件选取平板状的实验板，根据实验条件确定实验板的长度和宽度；对实验板进行焊接，采用热电偶背面打孔法对实验板焊接过程中热影响区进行测温，并用电脑记录测温位置和测温结果；（3）利用网格划分软件Visual Mesh对实验板进行建模和网格划分，采用八节点六面体单元划分三维有限元模型网格；（4）设定实验板模型的热输入条件；利用焊接有限元分析软件SYSWELD对热源模型的热源参数进行校核，以双椭球形热源模型模拟焊接热源，设定实验板模型的散热边界条件和边界约束条件；（5）计算实验板模型温度场，提取其热影响区不同位置处焊接热循环参数；（6）将步骤5得到的实验板模型热影响区不同位置处模拟热循环参数和步骤2得到的实验板实际焊接过程中热影响区不同位置焊接热循环参数进行比对，若比对结果为两者误差小于10%，则记录上述模拟过程中实验板模型的热学边界条件，否则，对热源参数及焊接速度与热效率进行微调后，返回步骤4，直到两者误差小于10%为止；（7）将上述确定的实验板模型的热边界条件等条件施加到小角度的数值模拟的分析中，从而计算小角度的焊接温度场,至此，完成旋转电弧低合金结构钢小角度温度场的预测。