多层多道焊条件下焊接接头角变形模拟与实验开题报告

全文总字数：6139字

1. 研究目的与意义（文献综述）

焊接，是通过加热、加压从而使材料形成永久性连接的制造技术。面对实际中各式各样的工况，会采用不同的焊接方法，如手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、压力焊等，但在选择合适的焊接方法的同时，设计合理的焊接工艺同样尤为重要。

在船舶、桥梁、锅炉、压力容器、航空航天等领域，多层多道焊接的方法被普遍应用，最常见于面对厚板的焊接。在相同的焊接条件和焊接要求下，我们若想以提高焊接工作效率为目的，采用单道焊一次性焊接厚板，假设焊接电源和焊接材料均能达到理想的要求，以此来讨论单道焊在厚板焊接中可能会产生的后果。

那么，如果采用单道焊对厚板进行焊接，单位时间内熔覆金属的量将会很大，因此要求对焊缝单位时间内的热输入量也将很大，局部温度差异增大，容易产生较大的焊接变形。在实际工业生产中，考虑到安全性、环境问题以及工作健康问题，焊接电流和焊接电压一般都会被规定在一个合理的范围内；从焊接冶金学的角度上来说，要考虑到母材和焊接材料是否会烧损过多、接头热影响区晶粒是否过于粗大、药皮是否可能过热脱落失效等问题；从行业标准和生产效益的角度上来说，设定一定的行业标准有利于规模化生产提高效益，这也意味着，在实际条件的约束下，常用的焊接设备和焊接材料的规格是固定的。因此，厚板多层多道焊是工业生产中必要的焊接方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料：二氧化碳气体保护焊、金属钢材（q235或q345b）、模拟系统（ansys）

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1—3周：查阅相关文献，完成外文翻译，了解焊接数值模拟的发展情况，对研究方案形成一个初步的设想，完成开题报告

第4—6周：学习了解和焊接数值模拟有关的软件、模拟思路、编程方法，确定实验操作的工艺参数，建立模拟模型

第7—9周：提出自己对于焊接数值模拟的设计和修改方案，对设计方案进行演算，对比实验数据和模拟数据，分析模拟结果是否客观准确，再逐步对模型进行完善，保存方案和数据

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 朱忠尹. 大型构件多层多道焊焊接变形数值模拟[d]. 西南交通大学, 2013.

[2] 武传松. 焊接热过程数值分析[m]. 哈尔滨工业大学出版社, 1990.

[3] mischa jahn,jonathan montalvo-urquizo. modeling and simulation of keyhole-based welding as multi-domain problem using the extended finite element method[j]. applied mathematical modelling,2020,82.