【正文】 件冷卻慢使得晶粒大的問題，而關(guān)于高速帶極堆焊技術(shù)的開發(fā)與利用，已得到國內(nèi)多個研究機(jī)構(gòu)的重視，如甘肅工大開發(fā)制造了75mm帶寬，使焊接速度大幅提高到25~28cm/min [4]。（3）自動埋弧焊：自動埋弧焊實質(zhì)上和一般自動埋弧焊相同。因為焊條電弧堆焊溫度很高，熱量集中，一般堆焊前可不預(yù)熱，%以上時應(yīng)預(yù)熱到100~300℃，堆焊后采用補(bǔ)充加熱的方法使工件緩冷，或在爐中、石棉灰坑中緩冷。首先要注意堆焊材料的選擇，對一般金屬間磨損件表面強(qiáng)化與修復(fù)，可遵循等硬度原則來選擇堆焊材料，對承受沖擊負(fù)荷的磨損表面，應(yīng)綜合分析確定堆焊材料；因為這種電焊技術(shù)熔深較大，稀釋率偏高，從而使得堆焊層的硬度下降，耐磨性能也降低，因此，大多情況下要堆焊2層以上。所以，在運(yùn)用手工電弧堆焊時，要盡量控制稀釋率，確保電弧較為穩(wěn)定，以獲得較為質(zhì)量均勻的焊合合金層。這種焊條定位技術(shù)方法可以適用于各種場合，目前得到普遍應(yīng)用，在手工電弧短道耐磨堆焊方面應(yīng)用最為廣泛，也在不同合金堆焊方面應(yīng)用廣泛。（2）手工電弧堆焊：這種堆焊方法和一般手工電弧焊一樣，只需簡單的機(jī)器設(shè)備，使用方法簡單，安全可靠，易于操作，適用于各種場合，可以在多種工件當(dāng)中廣泛應(yīng)用，不受零件形狀的制約，并且焊接位置不受限制，可以在形狀不規(guī)則零件和小型零件上廣泛應(yīng)用，成本少，尤其是可以利用堆焊焊條得到較為適宜的合金成分，所以，在當(dāng)前，這種堆焊辦法得到大面積應(yīng)用。氧乙炔焰堆焊的特點(diǎn)氧乙炔焰可調(diào)整火焰能率，能獲得非常小的稀釋率（1～10%），堆焊時，熔深淺，母材熔化量少。所以，這種技術(shù)不但可以用來修復(fù)零件，還可以用來加固零件，目的就是為了使零件更加耐用，達(dá)到節(jié)約的目的，降低生產(chǎn)資金，是提高機(jī)械零部件表面性能重要途徑之一 [12]。1 緒 論堆焊屬于焊接技術(shù)當(dāng)中的一種先進(jìn)技術(shù)，但它和其它焊接技術(shù)不同，這種技術(shù)不是為了將器件連接在一起，而是利用焊接的辦法，在一些零件的表面增加一層或幾層特殊物質(zhì)的合金材料。本文通過建立4種厚度的焊道，對比不同厚度堆焊層在縱向的應(yīng)力及應(yīng)變結(jié)果，確定不同厚度堆焊層的表面焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。本文從堆焊層入手，研究不同厚度堆焊層中的焊接殘余應(yīng)力。堆焊過程中的殘余應(yīng)力也會嚴(yán)重影響堆焊材料的性能。而焊接殘余應(yīng)力始終存在于各種焊接材料中，焊接殘余應(yīng)力是焊接工程研究領(lǐng)域的重點(diǎn)問題。所以，堆焊技術(shù)不但可以用來修復(fù)一定的材料，也可以使某些材料得到強(qiáng)化，應(yīng)用此技術(shù)的主要目的就是為了使零件更加耐用，以達(dá)到節(jié)約的目的，可以降低生產(chǎn)資金。關(guān)鍵詞：堆焊層；有限元模擬；殘余應(yīng)力；盲孔法；Q235 I AbstractThe paper based on the welding low carbon steel Q235 steel plate as the research object, and blind hole method using simulated stress and strain measuring two ways to explore the different depth influence on welding residual stress in the repairing layer. Through the simulation results and experimental results analysis, has been clear about the different thickness of melting layer in the residual stress distribution rule. In this paper, through the establishment of the depth of 4 kinds of weld bead, the finite element software MSC. Marc to carry on the numerical simulation, using the Marc unit and heat structure coupling function analysis for simulation of welding process. Is given along the weld residual stress distribution in different directions of three dimensional curve, pare the different depth of surfacing welding layer in the longitudinal stress and strain of different, different depth of the repair layer on the surface of welding residual stress distribution rule. The main conclusions of surfacing layer thickness is 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm weld longitudinal tensile stress is 191 MPa and 305 MPa, respectively 423 MPa and 628 MPa. That with the increase of surfacing layer thickness the surface residual stress increases.In order to verify the simulation results accuracy, on the base of Q235 low carbon steel plate milling groove of different depth, manual electric arc welding, using D112 electrode for different thickness of bead welding layer, using blind hole method of measuring the residual stress value of surfacing welding layer. The experimental results for the surfacing layer thickness is 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm weld longitudinal tensile stress is 267 MPa and 353 MPa, respectively 577 MPa and 773 MPa. That with the increase of surfacing layer thickness the surface residual stress increases.Comparing the finite element simulation analysis and blind hole method to the measured results, there is a certain gap, this is due to the finite element simulation, mechanical surfacing materials caused by parameter settings. However, both are in good agreement in the trend, thus the finite element simulation can improve the material parameters precision condition, can guide the welding residual stress research.Key Words：Surfacing layer；finite element simulation；Welding residual stress。對比有限元模擬分析和盲孔法實測的結(jié)果，兩者存在著一定的差距，這是由于在有限元模擬時，表面堆焊材料力學(xué)參數(shù)設(shè)置所導(dǎo)致的。實驗結(jié)果為堆焊層厚度為2 mm、3 mm、4 mm、5 mm焊縫處的縱向拉應(yīng)力分別為267 MPa、353 MPa、577 MPa、773 MPa。即隨著堆焊層厚度的增加其表面殘余應(yīng)力增加。給出了沿焊縫不同方向的三維殘余應(yīng)力分布曲線，對比不同厚度堆焊層在縱向的應(yīng)力及應(yīng)變的不同，確定不同厚度堆焊層的表面焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律。通過模擬結(jié)果和實驗結(jié)果分析，明確了不同厚度堆焊層表面殘余應(yīng)力分布規(guī)律。他孜孜不倦、言傳身教的工作作風(fēng)不僅使我學(xué)有長進(jìn),也使我在如何做人方面受益匪淺,在此向他表示我最真誠的感謝！在攻讀碩士期間,還得到了許多人的幫助。碩士學(xué)位論文不同厚度堆焊層表面殘余應(yīng)力分析analysis on surface residual stress of different depth Surfacing layer作者姓名指導(dǎo)教師學(xué)科專業(yè) 二0一三 年十一月學(xué)位論文書脊樣式： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解 有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意 保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，學(xué)?？梢詫W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 學(xué)位論文作者簽名：____________ 導(dǎo)師簽名：_____________ 年 月 日 年 月 日學(xué)校代碼 分類號 密 級 UDC analysis on surface residual stress of different depth Surfacing layer不同厚度堆焊層表面殘余應(yīng)力分析碩 士 學(xué) 位 論 文作者姓名 指導(dǎo)教師 申請學(xué)位 學(xué)科專業(yè) 研究方向 致 謝本論文是在 材料科學(xué)與工程學(xué)院老師的悉心指導(dǎo)下完成的,衷心感謝我的導(dǎo)師教授!感謝老師幾年來為我所做的一切和給予我的無私的幫助,老師淵博的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度時刻感染我,激勵我奮進(jìn)。感謝劉老師、王老師在實驗過程中及生活上給予我的幫助！另外,周、王等同學(xué)在生活上給予我很多支持,在此表示感謝!感謝我的家人在學(xué)習(xí)和生活上給予我無微不至的關(guān)懷和支持,使我能夠心無旁鶩的去完成學(xué)業(yè)！在此,向一切幫助過我的老師、同學(xué)和親人致以我最真摯的謝意！最后向所有關(guān)心過我,幫助過我的人表示我最衷心的謝意,感謝他們!摘 要本文以Q235焊接鋼板為研究對象，采用模擬應(yīng)力應(yīng)變場和盲孔法測量兩種方式探究不同厚度堆焊層對焊接殘余應(yīng)力的影響。本文通過建立4種厚度的焊道，利用Marc單元和熱結(jié)構(gòu)耦合功能分析進(jìn)行焊接過程仿真。得出主要結(jié)論為堆焊層厚度為2 mm、3 mm、4 mm、5 mm焊縫處的縱向拉應(yīng)力分別為191MPa、305MPa、423 MPa、628MPa。為了驗證模擬結(jié)果準(zhǔn)確性，在母材Q235低碳鋼板上銑出不同厚度的溝槽，用D112焊條進(jìn)行手工電弧堆焊，得到不同厚度堆焊層，再利用盲孔法測量堆焊層中的殘余應(yīng)力值。即隨著堆焊層厚度的增加其表面殘余應(yīng)力增加。但是，兩者在趨勢上有較好的吻合，故知有限元模擬可在提高材料參數(shù)精度的條件下，可指導(dǎo)堆焊過程的殘余應(yīng)力研究。 ；Blindhole method；Q235 V 目 錄摘 要 IAbstract II引 言 11 緒 論 2 2 2 2 5 5 6 8 Q235鋼的性能簡介 8 Q235鋼的焊接特點(diǎn) 8 Q235鋼的焊接工藝規(guī)范 9 9 9 9 10 10 122 不同厚度堆焊層焊接過程的有限元模擬 13 13 13 14 14 15 16 16 17 19 19 20 22 23 23 23 26 323 盲孔法測量殘余應(yīng)力的實驗 33 33 33 33 34 34 34 35 實驗儀器設(shè)備 36 36 CM1J20型數(shù)字靜態(tài)應(yīng)變儀 37 38 實驗過程 38 38 39 40 42 42 42 43 44結(jié) 論 45參 考 文 獻(xiàn) 46作 者 簡 歷 48學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 49學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 50碩士學(xué)位論文引 言現(xiàn)階段，堆焊技術(shù)普遍應(yīng)用于我國各個領(lǐng)域，堆焊就是利用一定的發(fā)熱方法把固定的合金材料熔化覆蓋在焊接材料的表面，可以使焊接材料恢復(fù)使用性能，也可以使其具有其它的使用性能。堆焊層是堆焊材料熔覆在母材上的重要部位，對堆焊層進(jìn)行研究，對堆焊工藝的發(fā)展有很重要的意義。涉及焊接的各種工程應(yīng)用中，都十分關(guān)注殘余應(yīng)力的影響。在大多情況下，堆焊層都較厚才能起到強(qiáng)化保護(hù)作用，堆焊層厚度方向上的殘余應(yīng)力雖然沒有長度和寬度方向上的應(yīng)力大，但對于厚板件中厚度方向上的殘余應(yīng)力很大，必須得到重視和研究。計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)在焊接領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，利用數(shù)值模擬技術(shù)預(yù)測焊接溫度場和應(yīng)力場的分布情況能夠指導(dǎo)工藝優(yōu)化，從而得到高質(zhì)量的焊接結(jié)