焊接速度对Q345中厚板焊接影响分析开题报告

全文总字数：8345字

1. 研究目的与意义（文献综述）

自上世纪 90 年代开始，我国每年钢的平均产量和使用量都在快速增长。每个工程领域几乎都能用到钢，因为钢结构具有重量轻、结构强度高，塑韧性良好的优点。中厚钢板是焊接结构生产中不可缺少的重要材料，大规模应用于国防建设、交通运输、能源和建筑等各种重要的国民经济部门^[1-3]。

焊接技术在工业生产和国民经济建设中起着非常重要的作用，世界上主要工业国家生产的焊接结构占到钢产量的 50-60%^[4]。焊接结构一个很明显的特点是存在较大的残余应力，在焊接过程中，常见的焊接方法都是使用高热源密度的电弧进行局部加热，所以很难避免残余应力的产生。残余应力会导致焊接变形翘曲，还会引起热裂纹、冷裂纹和应力腐蚀，从而影响焊接件的使用寿命和承载能力，降低可靠性。

在各种焊接结构中，t 型接头是较为常见的接头形式之一^[5]。船舶、车辆、水利、桥梁、压力容器等工业产品无一不用到 t 型接头^[6]。在温度场、热应力场和变形方面，t 型接头焊件比对接接头焊件要复杂得多。随着钢板厚度及焊缝尺寸的增加，接头承受的荷载变得更加复杂，拘束作用更加突出，而且厚板 t 形接头焊接处理中还可能出现层状撕裂，理论上应尽量避免 t 形接头的使用。但由于结构设计的需要，又不可避免地存在着 t 形接头。所以在多数情况下，t 型接头具有更高的焊接质量要求。焊接质量的好坏不仅影响经济效益而且有时直接关系到生命安全^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

焊接过程是一个局部快速加热和快速冷却的过程，不同的焊接速度会导致在焊接接头中形成不同的温度场和残余应力。中厚焊板的焊接中，一层焊缝是焊不满的，需要焊多层多道。而对于多层多道焊来说，不同焊接速度对温度场分布和应力场分布更具有显著影响，而温度场和应力场的变化直接影响着焊接的质量，因此有必要通过数值模拟技术优化焊接工艺参数，研究焊接速度对温度场、应力场的影响^[17]。

长期以来，焊接温度场和应力场的检测主要依靠大量实验，如果采用计算机进行温度场和应力场的模拟，能够克服测量成本高、数据分散性大、工期长等缺点，对温度场和应力场的分布进行最为经济、有效的描述，近年来，采用数值模拟方法对温度场和应力场的研究主要集中在热源和薄板，厚板研究相对较少。采用实验测量和模拟计算相结合的方法对焊接温度场、焊后残余应力、金相组织以及力学性能进行研究和分析说明，得出厚板多层多道焊温度场和应力场的分布规律，以期为厚板钢结构的焊接施工提供可靠的依据^[39]。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：学习模拟分析方法。

第7－11周：q345多层多道焊模拟分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘欣宁，李成思．e36 船用高强钢厚板焊接试验及工艺研究[j]．焊接技术，2018，47(10)：43-45．

[2] 邓增辉，李东，童邵辉，等．60mm 厚 q345 钢板电子束焊接接头的显微组织及硬度分布[j]．机械工程材料，2017，41(11)：59-62．

[3] 王元清，周晖，石永久，等．钢结构厚板层状撕裂及其防止措施的研究现状[j]．建筑钢结构进展，2010，12(5)：26-34．