浅析焊缝建模及焊接变形控制

周阳

摘 要：材料要经历熔化、重新固化和非常高的瞬间热梯度，除了其他非线性源之外，还会出现基于非线性温度的塑性应变和相互转换。对于在工业生产中具有实际优势的焊缝建模而言，大型复杂构件的最佳焊缝设计需要许多独立的分析，解决方案的计算时间必须是可控的。目前焊缝建模技术是比较先进的，它对许多装配式构件具有重要的影响。

关键词：焊接变形；控制方法；焊缝建模

中图分类号：TU758 文献标志码：A

大多数计算机焊缝模型都是基于数学和物理的模型。以下是对一个VFTTM代码的简要描述，文中实例采用了该代码。我们也有用于预测和控制焊接残余应力和变形的其他代码。有两个主要分析模块，热模型和结构模型，它们组成了焊接过程的模拟模型。热模型（CTSP）是基于复杂的闭式分析表达式的叠加和先进的热源理论而开发的。CTSP是非常快速的，可用于较大问题的处理。在采用能够对材料熔化和相改变等作出说明的特殊焊接特定用户材料程序的情况下，结构模型需要捆绑ABAQUS。

因为全移动电弧三维建模的复杂性，所以在许多情况下计算机焊缝模型都采用二维建模假定。2D假定产生错误结果的案例有很多。轴对称焊缝建模已成功用于提供轴向和环向焊接残余应力的保守预测值，尤其是在管材方面。为了控制焊接变形、残余应力和微观组织，已对许多大型焊缝模型进行了分析。尽管二维模型在某些情况下能够提供合理的焊接残余应力预测值，但变形预测必须采用三维解决方案。……