机械工程材料

作者：张豪, 张紫辰

关键词：波形钢腹板, 平钢底板, 焊接残余应力, 有限元模拟, 温度场

应用基于能量守恒原理的热平衡方程和双椭球热源模型，采用ABAQUS有限元软件对Q345波形钢腹板/Q345平钢底板CO2气体保护焊接头构件的温度场和残余应力场进行分析，对比了单、双面焊残余应力的变化规律，探讨了焊接路径端部对残余应力的影响。结果表明：模拟得到的波形钢腹板与平钢底板焊接时的熔池形貌以及温度变化曲线均与文献中的试验结果相吻合，相同时间下温度的最大相对误差为11.3%，验证了模拟方法的准确性。单面焊产生的纵向残余应力大于横向残余应力，腹板处焊趾的残余应力偏低，底板处焊根和焊趾的残余应力分布相似，整体为拉应力；随着距底板表面距离的增加，底板的横向残余应力变化不规律，纵向残余应力减小。单面焊后焊接路径端部会产生明显的应力突变。相比于单面焊，双面焊后构件的温度峰值更高，焊趾、焊根和底板中的横向残余应力变化不规律，热源二次加热导致部分区域出现应力降低以及拉应力转变为压应力的现象。

来源：2025年第9期

《机械工程材料》期刊编辑部

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