基于压条拘束的薄板接头焊接失稳控制

摘要

将焊接试验与数值模拟相结合,对采用压条拘束控制的2种典型焊接接头失稳变形机理进行了研究。基于热-弹-塑性有限元方法,分别再现5mm厚对接接头和T型接头在常规自由态和压条拘束下的焊接过程,将2种接头计算得到的面外变形与焊接试验后测量的面外变形进行对比,从而验证所采用的有限元计算方法的准确性。分别计算对接接头与T型接头在不同压条拘束距离下的面外变形,并分析拘束距离对2种接头焊接失稳变形的控制效果;比较不同拘束距离下接头的焊接温度场及固有变形,阐明压条拘束控制2种焊接接头失稳变形的机理。结果表明:施加压条拘束使对接接头的纵向固有收缩和横向固有弯曲均减小,从而控制其焊接失稳变形;T型接头施加压条拘束后,几乎不影响纵向固有收缩,但使得横向固有弯曲显著减小,从而达到控制焊接失稳变形的效果。