波形钢腹板梁T形接头焊接温度场分析

摘要

为研究波形钢腹板梁T形接头焊接温度场的分布情况,基于热弹-塑性理论和有限元理论,利用Simufact Welding软件,采用双椭球热源模型并配置相关参数,对其T形接头用CO_(2)气体保护电弧焊在环境温度为20℃的温度场进行仿真分析和试验验证。分析不同环境温度对金属熔池冷却速率的影响程度。结果表明,数值模拟所选用的热源类型及相关参数合理,焊接热输入充足,焊接熔深适中,底板和腹板连接良好;模拟所得焊件热影响区分布为不规则封闭椭圆形,表现出一定的温度梯度,与试验所得吻合良好;焊接模拟过程中,焊缝处温度达到材料熔点1500℃,所呈现的等温线在热源前方密集,后方稀疏且具有一定的梯度,与实际焊接过程热传递类似;焊后冷却过程中,焊缝及附近温度迅速下降,温度梯度迅速降低,温度场辐射范围不断增大;金属熔池的冷却速率与环境温度呈反比关系。为同类桥梁焊接温度场分析提供参考。