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《基于電磁熱力耦合控制焊接冷裂紋機(jī)理研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于電磁熱力耦合控制焊接冷裂紋機(jī)理研究STUDYONCONTROLLINGWELDINGCOLDCRACKWITHHYBRIDELECTROMAGNETICFORCEANDHEATING李金柱哈爾濱工業(yè)大學(xué)2011年6月國內(nèi)圖書分類號：TG404學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：536.08密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于電磁熱力耦合控制焊接冷裂紋機(jī)理研究碩士研究生：李金柱導(dǎo)師：方洪淵教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料加工工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2011年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)
2、大學(xué)lassifiedIndex:TG404U.D.C.:621.791DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYONCONTROLLINGWELDINGCOLDCRACKWITHHYBRIDELECTROMAGNETICFORCEANDHEATINGCandidate：LiJinzhuSupervisor：Prof.FangHongyuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Mat
3、erialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofOralExamination：June,2011University：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要低合金高強(qiáng)鋼由于碳當(dāng)量大，焊接時對冷裂紋傾向嚴(yán)重，常常需要利用焊前預(yù)熱或焊后后熱等措施來控制冷裂紋，效率低且焊接工作條件苛刻。本論文針對低合金高強(qiáng)鋼的焊接特點(diǎn)，提出了基于電磁熱力耦合控制焊接
4、冷裂紋的新工藝。該工藝方法是基于隨焊電磁感應(yīng)加熱和焊后電磁沖擊的復(fù)合作用來改善焊縫的組織，降低焊縫根部的橫向殘余應(yīng)力并減少焊接接頭殘余氫的含量，從而達(dá)到控制焊縫冷裂紋敏感性的目的。本文首先基于有限元分析軟件ABAQUS研究了常規(guī)焊和電磁熱力耦合焊接過程中溫度場、應(yīng)力場的變化規(guī)律以及殘余氫的擴(kuò)散分布規(guī)律。在有限元分析過程中，以斜Y坡口冷裂紋拘束試驗(yàn)為分析對象，利用HYPERMESH建立了有限元分析模型，采用FORTRAN語言編程實(shí)現(xiàn)了電弧熱源和感應(yīng)加熱熱源的復(fù)合作用。研究結(jié)果表明，利用電磁感應(yīng)加熱作為輔助的熱源可
5、依據(jù)被焊材料的CCT曲線調(diào)整其焊接冷卻過程，降低焊接接頭的冷卻速度，延長冷卻時間t8/3，改善焊縫組織；同時，電磁熱力耦合通過改善焊接接頭溫度場的不均勻性并在電磁沖擊過程對焊縫根部橫向進(jìn)行塑性延展，將焊縫根部的橫向殘余應(yīng)力由拉應(yīng)力降為壓應(yīng)力。采用酒精法測量了常規(guī)焊和電磁感應(yīng)加熱焊接接頭的平均殘余氫含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電磁感應(yīng)加熱焊接接頭的平均氫含量要遠(yuǎn)低于常規(guī)焊。并以此作為氫擴(kuò)散有限元數(shù)值模擬的初始濃度，有限于分析結(jié)果表明，電磁熱力耦合和常規(guī)焊相比，焊接熱影響區(qū)的氫濃度峰值顯著下降。通過斜Y坡口實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了低合金
6、高強(qiáng)鋼40CrNiMo分別采用常規(guī)焊、電磁感應(yīng)加熱、電磁沖擊以及電磁熱力耦合焊接時的冷裂紋敏感性。電磁感應(yīng)加熱、電磁沖擊以及電磁熱力耦合都能在一定程度上降低焊縫表面和橫截面裂紋率，但是電磁熱力耦合對裂紋的控制效果比電磁感應(yīng)加熱或電磁沖擊單獨(dú)作用的效果要更為顯著，電磁熱力耦合的表面裂紋率從常規(guī)焊的100%降低到了2.98%，橫截面裂紋率從100%降低到了1.5%。關(guān)鍵詞：焊接冷裂紋；電磁感應(yīng)加熱；電磁沖擊；氫擴(kuò)散-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractHighstrengthlowalloy(HSLA
7、)steelsaresensitivetoweldingcoldcrackduetohighcarbonequivalent.Ingeneral,preheatandpost-heattreatmentsareadoptedtocontrolweldingcoldcrack,buttheseprocesseshaveloweredtheefficiencyofweldinganddeterioratedworkingenvironmentforwelders.Accordingtothecharacterist
8、icofHSLAwelding,anewprocess,weldingwithhybridelectromagneticinductionheatingandelectromagneticimpacting(WEHI)hasbeenproposedinthispaper.Thisprocesssynthesizestheeffectsofelectromagneticinduction
