微缺陷对在役焊接接头力学性能的影响

作     者：韩涛 乔羚 HAN Tao;QIAO Ling

作者机构：中国石油大学(华东)材料科学与工程学院 

出 版 物：《材料科学与工艺》 (Materials Science and Technology)

年 卷 期：2019年第27卷第6期

页      面：75-83页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：山东省自然科学基金项目(ZR2018MEE012) 中国石油大学(华东)研究生创新工程资助项目(YCX2018057) 

主　　题：在役焊接 有限元模拟 分子动力学模拟 裂纹 空位 

摘      要：为了从原子层次揭示裂纹、空位等微缺陷对在役焊接接头力学性能的影响,从而得到焊接接头中最易失效的区域,本文采用焊接模拟软件SYSWELD对在役焊接过程进行模拟,计算熔池周围的温度场和应力场分布,然后利用LAMMPS软件建立含微缺陷的结构模型,以在役焊接过程中熔池下方区域的瞬时温度、应力状态作为计算条件,研究其在服役环境下的力学性能及微缺陷积累、扩展的动态演化机理.结果表明:在役焊接烧穿是一个宏观、微观结合的多层次过程;焊接电弧经过时,烧穿失稳更易发生在熔深最大处后方;熔池下方的各微区中,熔合线附近力学性能较差,在焊接热和应力的作用下最先失效;管壁材料烧穿时经历了微缺陷的形核、积累及扩展,整个失效过程伴随着空位、微裂纹的形成和扩展;空位、裂纹等微缺陷显著降低了结构的强度,在应力集中的作用下沿缺陷处起裂,严重破坏了结构的稳定性,大大加速了失效进程.