纪延涛, 郭春荣, 尚文锋, 李长安, 秦国梁, 刘顺刚

(1.中石化胜利油建工程公司,山东 东营 257061;2.山东大学 ,济南 250061;3.中国电建集团核电工程公司,济南 250100)

0 前言

X70管线钢是控轧控冷的微合金钢,具有高强度、高冲击韧性及优良耐腐蚀性等力学性能,是目前油气输运管道的主要用材[1-2]。大直径厚壁管道环焊缝焊接时采用由内到外的焊接顺序,在背面成形不佳时往往会在打磨内壁焊缝后进行补焊,受制于管道内狭小的空间,焊接工艺不当极易在补焊时造成未熔合等缺陷[3]。未熔合缺陷容易造成应力集中,叠加厚壁管道环焊缝固有的残余应力容易对管道运行安全造成不良影响。

采用试验方法对焊接过程进行研究并改进焊接工艺往往需要高昂的成本,造成人力物力的浪费,目前数值模拟方法已成为研究多层多道焊接过程的重要手段。Deng等人[4]建立了非耦合的热力多层多道焊接有限元模型,将计算的温度场作为热边界条件进行应力计算。丁文斌等人[5]对平板对接多层多道焊的温度场分布规律进行了数值模拟研究,利用“生死单元”技术模拟焊接材料的填充过程。Xing等人[6]对60 mm特厚钢板多层多道焊过程进行了三维瞬态温度场数值模拟。胥国祥等人[7]建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊的有限元分析模型,研究了坡口形式对温度场分布及焊缝横截面形状的影响,并计算了接头的晶粒尺寸。此外,对于多层多道焊接头残余应力的研究也多有报道[8-12]。……