预热对EH47高强钢厚板残余应力影响的数值模拟

2021-12-17周维

船海工程 2021年6期

周维

(中国船级社上海分社，上海 200137)

高强度钢相比于普通钢，对焊接工艺提出了更高的要求，船用厚板焊接一般采用多层多道焊接，在焊接过程中由于焊缝区剧烈的非均匀热膨胀和收缩，被焊工件不可避免地会产生焊接内应力，即通常所说的焊接残余应力。由于焊接残余应力的存在，降低了结构的总体强度，直接影响船体结构的服役性能，甚至可能产生潜在的安全隐患。关于船用高强钢厚板的焊接残余应力的研究，包括船用厚板高强度钢焊接残余应力产生的原因及其对结构焊接缺陷的不利影响[1]、数值计算方法在厚板多道焊中的应用、不同约束条件下船用高强钢厚板焊接残余应力的大小及分布规律[2]、焊后热处理对焊接残余应力的缓解作用[3]等。而焊前预热虽然已经是目前船用厚板焊接的一道前置工序[4-5]，并且相关要求已被纳入船级社规范，但是对于焊前预热如何影响高强钢厚板焊接残余应力的研究还较少，许多造船厂的焊接工艺文件也只是给出一个参考的预热温度，不同的造船厂对预热温度的要求不尽相同，存在较大区别。为此，考虑采用有限元分析软件ANSYS建立厚板高强度钢的对接焊模型，计算不同焊前预热温度条件下高强钢厚板焊接残余应力的大小及分布，进一步明确焊前预热对高强钢厚板焊接残余应力的影响。