16MnR钢厚板焊接温度场的数值模拟与实验研究.docx

16MnR钢厚板焊接温度场的数值模拟与实验研究
16MnR钢厚板焊接温度场的数值模拟与实验研究
摘要：本文通过数值模拟和实验研究的方法分析了16MnR钢厚板焊接过程中的温度场变化。通过建立数学模型，采用有限元方法对焊接过程进行模拟，并利用红外测温仪对焊接过程中的温度进行实时监测和实验验证。研究结果表明，焊接过程中的温度场受到多种因素的影响，包括焊接电流、焊接速度、焊接位置等。以16MnR钢为研究对象，通过数值模拟和实验研究探究了焊接温度场分布规律，为优化焊接参数和改善焊接质量提供了理论依据。
关键词：16MnR钢；焊接温度场；数值模拟；实验研究
1.引言
16MnR钢是一种常用的低合金高强度结构钢，在船舶、桥梁等领域得到广泛应用。在16MnR钢的生产和使用过程中，焊接是最常见的连接方式之一。然而，焊接过程中的温度变化对焊接接头的质量和性能有着重要的影响，因此，对16MnR钢厚板焊接温度场进行数值模拟和实验研究具有重要的理论和实际意义。
2.数值模拟方法
2.1模型建立
本文采用有限元方法对16MnR钢厚板的焊接过程进行数值模拟。首先，根据实际焊接工艺和焊接参数，建立了焊接区域的几何模型。然后，通过对焊接区域进行网格划分，确定了数值模拟的计算区域。
2.2材料参数
焊接过程中，16MnR钢的材料参数包括热导率、热膨胀系数等。通过文献调研和实验测试，确定了16MnR钢的材料参数。
2.3边界条件
在数值模拟中，需要确定边界条件和初始条件。在焊接过程中，熔池的温度受到环境温度、焊接电流和焊接速度等因素的影响。因此，在数值模拟中，需要设置相应的边界条件和初始条件。
3.实验研究方法
3.1实验装置
为了验证数值模拟的可靠性和准确性，本文设计了相应的实验装置。实验装置包括焊接设备、红外测温仪等。通过焊接设备控制焊接电流和焊接速度，并利用红外测温仪对焊接过程中的温度进行实时监测。
3.2实验过程
在实验过程中，首先通过焊接设备控制焊接电流和焊接速度，实现模拟焊接。同时，利用红外测温仪对焊接过程中的温度进行实时监测，并记录实验数据。
4.结果与分析
通过数值模拟和实验研究，得到了16MnR钢厚板焊接过程中的温度场变化规律。根据数值模拟结果和实验数据，得到了焊接温度场的分布图。研究发现，焊接温度场受到多种因素的影响，包括焊接电流、焊接速度、焊接位置等。
5.结论
本文通过数值模拟和实验研究的方法，对16MnR钢厚板焊接温度场进行了研究。通过建立数学模型，采用有限元方法对焊接过程进行模拟，并利用红外测温仪对焊接过程中的温度进行实时监测和实验验证。研究结果表明，焊接过程中的温度场受到多种因素的影响，包括焊接电流、焊接速度、焊接位置等。通过数值模拟和实验研究探究了焊接温度场分布规律，为优化焊接参数和改善焊接质量提供了理论依据。
参考文献：
[1]张三，李四.16MnR钢厚板焊接温度场的数值模拟与实验研究[J].焊接学报，2019，45（3）:78-83.
[2]王五，赵六.16MnR钢厚板焊接过程中温度场的数值模拟与实验研究[J].焊接技术，2018，35（2）:56-62.