钛合金刚性拘束焊接抗裂性试验的拘束度有限元分析  

作　　者：吴吉祥 蒋鹏 雷小伟[2] 崔永杰[2] 张浩[2] 范孬飞[2] 

机构地区：[1]海洋腐蚀与防护全国重点实验室,河南洛阳471023 [2]洛阳船舶材料研究所,河南洛阳471023

出　　处：《中国机械》2024年第28期48-54,共7页Machine China

摘　　要：刚性拘束焊接抗裂性试验(RRC试验)可以用于钛合金母材及焊材优选、焊接裂纹机理分析及预防、焊接工艺优化等方面的研究。本文设计了具有斜Y形坡口的RRC试板,初次在钛合金性能评价中应用时,需要通过试验进行机理及规律分析。本文基于拘束度理论、弹性力学原理和有限元计算方法,以实测验证为基础,将TC4钛合金作为研究材料,系统分析了斜Y形坡口刚性拘束焊接抗裂性试验的拘束度与焊接试板几何形状的关系。结果表明,RRC试验的拘束度在整个焊道上呈中间高、两端逐渐降低的分布规律;板宽从100mm增加至350mm,其拘束度仅增加了3.6%,表明试板宽度对拘束度影响较小,可以选择适当的试板宽度以节约试验成本;拘束度与板厚呈正相关,但当试板厚度超过130mm后逐渐接近稳定,表现为对数曲线规律;随着拘束距离的增加,拘束度逐渐减小。拘束度模拟结果与解析计算结果的对比表明,RRC试验的拘束度解析公式不适用于斜Y形坡口试样的拘束度计算,因此基于分析结果对RRC试验的拘束度解析公式进行了修正。

关 键 词：钛合金 斜Y形坡口 刚性拘束焊接抗裂性试验 拘束度 有限元分析 

分 类 号：TG457.19[金属学及工艺—焊接] TB115[理学—数学]