[发明专利]预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法

权利要求书

1.一种预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定大型钢结构件的焊接条件；

2)对测温板试样进行正常焊接，焊接后通过金相分析观察横截面剖面宏观形貌，并测量实际焊缝及热影响区尺寸；

3)搭建热电偶测温系统，并对所述热电偶测温系统进行标定，并计算热影响区不同位置的热循环参数；

4)利用有限元对所述测温板试样进行三维建模并划分网格；

5)依据试验焊接情况，建立三丝复合焊热源模型；

6)参考实际焊接情况，设定所述三丝复合焊热源模型的边界条件相关参数；

7)计算所述测温板试样模型的焊接温度场分布，并提取其热影响区某一位置的焊接热循环参数；

8)将步骤7)初次预测的所述热影响区某一位置的焊接热循环参数与步骤3)所述热电偶测温系统对所述测温板试样相同位置的实际热循环参数进行对比验证；若对比结果小于10％，则进入步骤9)；若对比结果大于10％，则返回步骤6)对所述三丝复合焊热源模型的参数进行微调，再进入步骤7)重新进行计算，直至对比结果小于10％为止；

9)新增边界条件重新施加到所述测温板试样模型，计算焊接温度场分布，并提取其热影响区其他位置的焊接热循环参数，从而完成大型钢结构件焊接热循环参数的预测。

2.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤1)中，大型钢结构件的焊接条件包括焊接工位、工件尺寸、环境温度、多丝复合埋弧焊接工艺、坡口形式、拼板材质以及焊丝焊机材质。

3.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤3)中，热电偶测温系统采用K型热电偶。

4.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤3)中，热电偶测温系统进行标定具体为在测温板试样焊缝位置的正面设计一组等间距并存在等深度差的测温孔，采用热电偶正面钻孔方式对测温板试样焊接过程中热影响区不同的位置进行在线测温记录。

5.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤4)中，测温板试样建模时，测温板试样与实际焊接生产的大型钢结构件尺寸保持一致。

6.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤5)中，三丝复合焊热源模型包括前、后热丝流密度分布，与前、后热丝熔滴、中间冷丝进入熔池的流量。

7.根据权利要求6所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述热丝流密度根据焊丝功率、焊丝直径以及母材板厚选择双椭球体热源公式或者高斯平面热源公式。

8.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤6)中，三丝复合焊热源模型的边界条件相关参数包括焊接电流、电压、电弧宽度、熔滴以及冷丝进入熔池的速度。

9.根据权利要求1所述的预测大型钢结构件冷热多丝复合埋弧焊热循环参数的方法，其特征在于：所述步骤9)中，新增边界条件包括热学边界条件、散热边界条件以及约束边界条件。