大型LNG储罐用9Ni钢的焊接性能研究及数值模拟

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随者世界经济与工业生产的迅猛发展,人们对洁净能源——液化天然气(LiqueifedNatural Gas,简称LNG)的需求量越來越大,M内外建造大型LNG设备的需求也随之不断增加。目前,建造大型低温储罐和压々容器的主要用材是低温韧性优良的9Ni钢。焊接是储罐建造过程中的主要工艺和東要环节,它是一个包括电弧物理、传热、冶金和力学等的复杂过程。本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS对国产06Ni9钢在埋弧焊(SAW)焊接工艺条件下的焊接动态温度场和应力场迸行了模拟与分析,对焊接热影响区的显微组织进行模拟预测,并把模拟结果与试验结果进行对比分析,进而验证模拟结果的准确性。本文的内容包括:在数值模拟计算过程中母材和焊接材料的热物理参数都随着温度的变化而变化,即为非线性问题;’在模拟中为了能够很好的模拟焊接填充问题,热源模型选用生热率体热源加载,并利用生死单元技术和APDL语言中的循环语句实现热源的移动;在埋弧焊焊接参数一定的情况下,对焊接加热和冷却过程的温度场和应力场进行实时动态模拟,并把模拟得出的焊接接头热影响区的热循环曲线与9Ni钢连续冷却曲线即SHCCT图进行叠加对比分析,预测热影响区的显微组织变化和维氏硬度;试验测定焊接热影响区的.?微组织变化和维氏硬度,并把试验结果与模拟结果进行对比分析;对埋弧焊工艺和焊条电弧焊工艺条件下的06Ni9钢的低温冲击韧性进行试验研究,得出影响焊接低温冲击韧性的主要因素是焊接线能量。
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