超細晶粒鋼直流電阻閃光對焊過程數值模擬及接頭組織性能預測.pdf

1、該文首先采用有限元模擬方法對超細晶粒鋼直流電阻閃光對焊的焊接過程進行了研究,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隨溫度的變化,在電熱耦合模型中計入接觸電阻與閃光燒損對產熱過程的影響;熱力耦合模型中考慮了剛粘塑性接觸問題,實驗結果表明,所建模型較為準確地反映了直流電阻閃光對焊的實際過程.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行了計算預測.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)范參數的變化規(guī)律進行了定量分析,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.根據模擬計算的結果,分析了閃光對焊過程參數選擇的依據.提出一個用于確定溫度場分布的表征參數W=f(Vf,L),從這個參數與溫度場分布的關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、數的選擇,從而為焊接參數的選擇提供了有效的手段,參數W具有一定的工程應用意義.鑒于晶粒尺寸在描述超級鋼顯微組織各項參數中對HAZ性能的決定因素.本文在超細晶粒鋼直流電阻閃光對焊過程有限元分析的基礎上,通過MonteCarlo(MC)模擬與理論分析相結合的方法,根據EDB模型建立的MC模擬時間與實際時間的聯系,利用現有的超細晶粒鋼等溫實驗數據,采用MC模擬技術對超細晶粒鋼閃光對焊HAZ的奧氏體晶粒長大進行了研究.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,模擬結果與實際焊接接頭HAZ的奧氏體晶粒進行了對比分析,晶粒長大結果顯示二者基本吻合.模擬結果還表明溫度梯度造成的"熱釘扎"現象對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的溫度場的變化