2205双相不锈钢焊接应力和变形分析

 浙江至德钢业有限公司综述了焊接温度场及应力场的研究发展现状以及2205双相不锈钢在特种船舶焊接中的应用。对2205双相不锈钢焊接过程中产生的温度场、应力场以及焊后产生的残余应力和变形进行了三维实时动态模拟的研究,提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、应力和变形的模拟分析方法,并对平板堆焊进行了实例计算和相应的试验研究。分别运用回归分析,BP神经网络、支持向量机SVM)数学方法建立了焊接收缩变形与残佘应力较为准确的预测模型,由此可以归纳出本文所做的主要内容:

 1. 探讨了双相不锈钢的主要特性及其在特种船舶制埠中的重要意义,综述了双相不锈钢焊接应力和变形的国内外研究动态。

 2. 进行了焊接过程的有限元理论分析,如焊接有限元模型的简化、热源模型的选取、焊接应力应变场的理论分析等。

 3. 以2205双相不锈钢平板焊接为例,在大型有限元软件ANSYS中实现了焊接过程的动态模拟计算,分析了焊接温度场和应力场的特点,得到了焊接残余应力的分布规律。

 4. 在国营川东造船厂进行了2205双相不锈钢平板焊接的试验,测试了焊接收缩变形和残余应力的大小,并和模拟计算值进行比较,验证了模拟计算的正确性和可行性。

 5. 分析了板厚及焊接工艺参数对焊接收缩变形和最大残余应力的影响,在保证残余应力最小的情况下,用极差分析的方法初步优化了2mm板厚的焊接工艺参数。

 6. 在大量的焊接试验数据的基础上,分别釆用多元线性回归、BP神经网络、支持向量机SVM)技术等多种数学工具建立了2205双相不锈钢最大焊接残余应力和收缩变形的预测模型,并对不同的预测模型进行了比较分析。这对控制2205双相不锈钢焊接应力和变形、实现双相不锈钢的机器人自动化焊接提供了有价值的参考。