合金結(jié)構(gòu)鋼焊接熱影響區(qū)的組織模擬ppt課件

1、合金構(gòu)造鋼焊接熱影響區(qū)的組織模擬docin/sundae_mengOutlineGleeble的歷史的歷史為什么要進(jìn)展物理模擬為什么要進(jìn)展物理模擬?本次實(shí)驗(yàn)的目的本次實(shí)驗(yàn)的目的實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)原理及方法實(shí)驗(yàn)儀器及資料實(shí)驗(yàn)儀器及資料實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟docin/sundae_mengEarly HAZ simulator docin/sundae_mengThe Gleeble 1500docin/sundae_mengThe Gleeble 2000docin/sundae_mengThe Gleeble 3500docin/sundae_mengGleeble 3500 Specificat

2、ions Max. speed: 1,000mm/s Loading capacity: 10 metric tons in tension and compression Max. heating rate: 10,000C/secdocin/sundae_mengWhy Physical Simulation ? Improve yields Reduce production costs Enhance material properties Develop new products and processes Refine existing products andprocessesd

3、ocin/sundae_meng Physical Simulation Industrial Applications Physical SimulationComputer Modellingdocin/sundae_meng實(shí)驗(yàn)的目的實(shí)驗(yàn)的目的 了解合金構(gòu)造鋼焊接熱影響區(qū)的分布特征； 了解資料焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)及計(jì)算數(shù)學(xué)模型。docin/sundae_meng實(shí)驗(yàn)原理及方法docin/sundae_meng1. 利用Gleeble熱力動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)展焊接熱影響區(qū)組織模擬的類似原理焊接熱影響區(qū)是指資料在焊接熱源的作用下，焊縫兩側(cè)因經(jīng)受熱循環(huán)和應(yīng)力循環(huán)的作用，從而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域。

4、熱循環(huán)是指焊接過(guò)程中隨熱源在焊件上的挪動(dòng)，焊件上某點(diǎn)閱歷的先加熱后冷卻的過(guò)程。相應(yīng)地，熱循環(huán)的主要特征參數(shù)包括加熱速度、峰值溫度Tp、高溫停留時(shí)間tH和冷卻速度c。其中冷卻速度可以采用延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)的溫度范圍800-500或800-300因被焊資料不同而異內(nèi)的冷卻時(shí)間t8/5或t8/3來(lái)表征。應(yīng)力循環(huán)是指因受熱循環(huán)的作用，處于拘謹(jǐn)形狀的焊件上的某點(diǎn)先后經(jīng)受壓應(yīng)力和拉應(yīng)力作用的過(guò)程。在熱循環(huán)作用下，因焊接熱影響區(qū)不同部位所經(jīng)受的峰值溫度不同取決于該點(diǎn)與熱源或焊縫的間隔 ，可以將其劃分為依次陳列的熔合區(qū)、粗晶區(qū)、完全重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)和回火區(qū)，各個(gè)區(qū)域的組織具有不同的特征。應(yīng)力循環(huán)的附加

5、作用會(huì)使上述 區(qū) 域 的 組 織 在 晶 粒 度 和 亞 構(gòu) 造 上 發(fā) 生 一 定 程 度 的 偏 向 。 Gleeble-3500熱力動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)同時(shí)具備電阻加熱系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和高精度伺服反響控制與信號(hào)動(dòng)態(tài)采集系統(tǒng)。采用該實(shí)驗(yàn)安裝在一定尺寸的小試樣上再現(xiàn)與實(shí)踐焊接熱影響區(qū)某點(diǎn)幾乎完全類似的熱循環(huán)和應(yīng)力循環(huán)，從而獲得與實(shí)踐焊接熱影響區(qū)相近似的組織形狀。這就是焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)的根本原理。docin/sundae_meng在進(jìn)展焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)前，需了解所要模擬的部位的熱循環(huán)和應(yīng)力循環(huán)曲線。焊接熱循環(huán)曲線可以采用實(shí)驗(yàn)測(cè)定和傳熱學(xué)計(jì)算的方法得到。在Gleeble3500系統(tǒng)的HAZ軟件包上曾經(jīng)配

6、備了相應(yīng)的計(jì)算焊接熱循環(huán)曲線的F(s,d)Table實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型及Hannerz、Rosenthal、Rykalin-2D和Rykalin-3D等焊接傳熱學(xué)經(jīng)典公式，上述焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)都包含在計(jì)算結(jié)果中。利用HAZ軟件包可以方便地編制焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)程序。應(yīng)力循環(huán)曲線可以也采用實(shí)驗(yàn)測(cè)定和彈塑性有限元計(jì)算的方法得到，但思索到與熱循環(huán)相比，應(yīng)力循環(huán)對(duì)焊接影響區(qū)組織的影響相對(duì)較小，因此在模擬實(shí)驗(yàn)中，往往不思索應(yīng)力循環(huán)的作用。在焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，Gleeble3500系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)置的焊接熱循環(huán)曲線將試樣進(jìn)展加熱和冷卻，并動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)記錄在熱電偶附近的溫度變化過(guò)程。由于試樣是采用電阻熱進(jìn)展加熱，并經(jīng)

7、過(guò)試樣兩端的夾具的熱傳導(dǎo)來(lái)進(jìn)展散熱，因此在試樣上的溫度分布情況是：沿試樣的徑向，試樣外表與心部的溫度差別很小，可以近似地視為“等溫面；沿試樣的軸向，試樣中心點(diǎn)的溫度最高，向兩端部溫度逐漸降低，在中心處的溫度梯度較小，存在一定長(zhǎng)度的“均溫區(qū)均溫區(qū)的大小與采用的夾具和夾具之間的間距有關(guān)。上述溫度分布特點(diǎn)使得試樣中部一定范圍內(nèi)的組織均勻。與實(shí)踐焊接熱影響區(qū)中相應(yīng)區(qū)域分布狹窄的特點(diǎn)相比，模擬實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展了熱影響區(qū)中相應(yīng)區(qū)域的范圍，便于進(jìn)展組織分析和性能實(shí)驗(yàn)。docin/sundae_meng2. 焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和試樣的處置方法在焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，Gleeble3500系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)是試樣上的實(shí)踐溫度隨時(shí)間變化的曲線。在實(shí)驗(yàn)終了后，該曲線可以經(jīng)過(guò)Origin軟件加以處置，從曲線上可以直接讀取加熱峰值溫度Tp，加熱速度、高溫停留時(shí)間tH和冷卻速度c等熱循環(huán)的其它主要特征參數(shù)可以先經(jīng)過(guò)在曲線上讀取相應(yīng)的坐標(biāo)值，然后加以簡(jiǎn)單的計(jì)算獲取。 經(jīng)焊接熱循環(huán)模擬后，可以將試樣進(jìn)一步加工成規(guī)范試樣，進(jìn)展相關(guān)的性能實(shí)驗(yàn)，也可以將試樣沿?zé)犭娕妓诘臋M截面切開(kāi)，按常規(guī)金相檢驗(yàn)的方法對(duì)模擬焊接熱影響區(qū)的組織進(jìn)展察看。docin/sundae_meng實(shí)驗(yàn)儀器及資料實(shí)驗(yàn)儀器及資料 1.10mm10mm銅夾具：1