高强钢低匹配焊缝的焊接残余应力分布开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

目的及意义:


随着国民经济的飞速发展,各行各业都呈现出欣欣向荣的局面,但我们看到在繁荣的背后同时暴露出了一些问题:各行各业都在消耗大量的能源及资源,全球资源减少的同时污染日益严重。国家已经认识到了一些问题的严重性,中央已明确提出各行业要节约20%的能源、20%钢铁,要求从源头做起。对于我们钢铁使用单位都必须减少用钢量,减少用钢量的有效途径是提高钢的强度,所以在今后的日子里,高强度会逐步替代目前大量采用500MPa级以内的低强钢[1]。

而结构钢强度不断提高,强度提高带来的焊接冷裂纹倾向大、焊缝金属韧性下降的问题日益显得突出,很大程度上制约了高强钢的应用。为解决该焊接难题,材料界提出了结构钢的焊接匹配的课题。对于焊接接头,焊缝金属与母材在强度上存在三种组配关系:等强匹配(焊缝强度等于母材)、高强匹配(焊缝强度高于母材)及低强匹配(焊缝强度低于母材)。长期以来,虽然实际焊接结构的设计、焊接工艺制定及焊接材料选择基本以等强匹配为主,但一些研究人员提出了高强匹配焊接技术,而有些研究人员则认为低强匹配更易获得优质焊接接头。中国船舶重工公司第七二五研究所王任甫等人经分析认为低强匹配焊接技术能较好的控制焊接冷裂纹的产生并保证接头的抗断性能。虽然高强匹配焊接技术通过提高焊缝金属的强度可以降低位于焊缝中的裂纹的扩展驱动力,从而提高焊接接头抗断能力,但前提是接头总体韧性处于较高水平。随着结构钢强度的提高,焊接冷裂纹敏感性增大、焊缝韧性降低,焊接难度增大。相反,采用焊接裂纹敏感性相对较低、焊缝金属塑韧性相对较高的低强匹配焊接技术能较好的控制焊接冷裂纹的产生并保证接头的抗断性能。

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