SS400鋼中厚板焊接熱影響區寬度的有限元分析

麻永林，白慶偉，賀鴻臻，邢淑清，陳重毅

(內蒙古科技大學材料與冶金學院， 包頭 014010)

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SS400鋼中厚板焊接熱影響區寬度的有限元分析

麻永林，白慶偉，賀鴻臻，邢淑清，陳重毅

(內蒙古科技大學材料與冶金學院， 包頭 014010)

摘要：應用數值模擬技術建立了SS400鋼中厚板焊接有限元模型，采用生死單元技術結合體生熱率熱源模型，在不同熱輸入下對其焊接熱循環過程進行模擬計算，根據模擬得到的特征溫度值進而得到不同熱輸入下熱影響區寬度的變化規律，并將模擬結果與試驗結果進行對比驗證。結果表明：過熱區寬度受熱輸入變化的影響較小，但不完全重結晶區寬度隨熱輸入的增加幾乎成線性增長；焊接熱循環曲線模擬值與試驗值的誤差小于4.5%，熱影響區寬度模擬值與試驗值基本吻合，證明了建模及加載的準確性。

關鍵詞：有限元模型；熱循環曲線；熱影響區寬度; SS400鋼焊接接頭

0引言

高純凈度、超細晶粒和高均勻性是新一代鋼鐵材料的主要特點。SS400鋼是在Q235C鋼的基礎上，通過形變誘導相變和控軋控冷工藝熱軋而成，通過將晶粒尺寸控制到微米級，利用細晶強化效應可使其抗拉強度達到400 MPa以上。與傳統結構鋼相比，SS400鋼具有良好的力學性能[1]，同時其碳當量相對較低(0.25%)，淬硬傾向小，焊接性能良好。但是，焊接熱輸入對其焊接接頭顯微組織及力學性能影響較大，尤其是熔合線附近和過熱區的晶粒尺寸隨著熱輸入的增加而增大，同時焊接熱影響區寬度也因熱輸入的增加而變化。……