超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對焊過程數(shù)值模擬及接頭組織性能預(yù)測.pdf

1、該文首先采用有限元模擬方法對超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對焊的焊接過程進(jìn)行了研究,建立了直流電阻閃光對焊過程的電、熱、力耦合模型.模型中考慮了電、熱、力的耦合以及材料物性參數(shù)隨溫度的變化,在電熱耦合模型中計(jì)入接觸電阻與閃光燒損對產(chǎn)熱過程的影響;熱力耦合模型中考慮了剛粘塑性接觸問題,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所建模型較為準(zhǔn)確地反映了直流電阻閃光對焊的實(shí)際過程.利用該文建立的閃光對焊電熱耦合模型,對不同焊接規(guī)范條件下溫度場的變化及其影響因素進(jìn)行了計(jì)算預(yù)測.對

2、電阻閃光對焊過程中伸出長度、閃光模式、閃光速度等規(guī)范參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了定量分析,揭示了電熱耦合過程中不同焊接規(guī)范組合下的產(chǎn)熱規(guī)律和溫度分布規(guī)律;利用所建立的閃光對焊熱力耦合模型計(jì)算了頂鍛過程中頂鍛接觸行為的主要影響因素與規(guī)律.根據(jù)模擬計(jì)算的結(jié)果,分析了閃光對焊過程參數(shù)選擇的依據(jù).提出一個用于確定溫度場分布的表征參數(shù)W=f(Vf,L),從這個參數(shù)與溫度場分布的關(guān)系中可以直觀地得到不同閃光速度與伸出長度組合對溫度場的影響,方便工程中規(guī)范參

3、數(shù)的選擇,從而為焊接參數(shù)的選擇提供了有效的手段,參數(shù)W具有一定的工程應(yīng)用意義.鑒于晶粒尺寸在描述超級鋼顯微組織各項(xiàng)參數(shù)中對HAZ性能的決定因素.本文在超細(xì)晶粒鋼直流電阻閃光對焊過程有限元分析的基礎(chǔ)上,通過MonteCarlo(MC)模擬與理論分析相結(jié)合的方法,根據(jù)EDB模型建立的MC模擬時間與實(shí)際時間的聯(lián)系,利用現(xiàn)有的超細(xì)晶粒鋼等溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用MC模擬技術(shù)對超細(xì)晶粒鋼閃光對焊HAZ的奧氏體晶粒長大進(jìn)行了研究.分析了焊接HAZ存在的陡峭

4、的溫度梯度對奧氏體晶粒長大的影響,模擬了不同焊接規(guī)范下奧氏體晶粒的長大,模擬結(jié)果與實(shí)際焊接接頭HAZ的奧氏體晶粒進(jìn)行了對比分析,晶粒長大結(jié)果顯示二者基本吻合.模擬結(jié)果還表明溫度梯度造成的"熱釘扎"現(xiàn)象對HAZ晶粒長大有明顯的阻礙作用,CGHAZ晶粒的大小與溫度梯度的分布具有相同的趨勢,并對最終的晶粒大小分布有重要的影響.討論了焊接HAZ組織演變的過程,分析了閃光焊HAZ各區(qū)段的顯微組織、顯微硬度的變化.以閃光焊接過程中出現(xiàn)的溫度場的變化