《熱源特性對TCS不鏽鋼焊接HAZ寬度與晶粒度的影響機制研究》是依託山東大學，由武傳松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熱源特性對TCS不鏽鋼焊接HAZ寬度與晶粒度的影響機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：武傳松
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
TCS不鏽鋼是我國開發的鐵路貨車車輛專用鐵素體不鏽鋼。在焊接過程中TCS不鏽鋼熱影響區（HAZ）晶粒急劇長大，使接頭組織與性能不能滿足實際要求，是制約我國新型鐵路貨車優質高效焊接製造的突出問題。本項目針對TCS不鏽鋼的焊接冶金特點，擬將複合熱源焊接新工藝套用於TCS不鏽鋼的焊接，研究複合熱源特性對TCS不鏽鋼焊接HAZ寬度與晶粒度的影響機制。分析和表征複合熱源的能量耦合機制與物理特性，建立複合熱源的熱-力作用模型。研究複合熱源作用下TCS不鏽鋼焊接溫度場和熱循環的動態變化過程，確定不同焊接工藝條件下的熱影響區形狀與尺寸。分析和揭示熱源特性和熱循環特徵對TCS不鏽鋼焊接HAZ形狀、尺寸以及晶粒長大敏感性的影響機制，建立TCS不鏽鋼複合熱源焊接HAZ晶粒長大模型，實現焊接HAZ晶粒度的預測。將為豐富TCS不鏽鋼焊接冶金理論、最佳化複合熱源焊接工藝和TCS不鏽鋼HAZ組織與性能，奠定堅實基礎。
結題摘要
TCS不鏽鋼是我國開發的鐵路貨車車輛專用鐵素體不鏽鋼。在焊接過程中TCS不鏽鋼熱影響區（HAZ）晶粒急劇長大，使接頭組織與性能不能滿足實際要求，是制約我國新型鐵路貨車優質高效焊接製造的突出問題。本項目針對TCS不鏽鋼的焊接冶金特點，將雷射+GMAW-P複合熱源焊接新工藝套用於TCS不鏽鋼的焊接，研究了複合熱源特性對TCS不鏽鋼焊接HAZ寬度與晶粒度的影響機制。開展了不同工藝條件下的TCS不鏽鋼板雷射+GMAW-P複合熱源焊接工藝試驗，獲得了關於焊縫與熱影響區的形狀-尺寸以及晶粒尺寸等數據，為描述複合熱源的物理特性、建立其熱-力作用模型提供了實驗依據。建立了基於小孔形狀預測-標定的複合焊組合式熱源模型，開展了TCS不鏽鋼板雷射+GMAW-P複合焊接熱傳導的數值模擬，獲得了熱影響區的形狀與尺寸及其熱循環曲線，分析了不同位置處的熱循環特徵。建立了考慮三維熔池流體流動的複合焊溫度場模型，進一步改進了焊接熱影響區形狀尺寸和熱循環曲線的數值分析精度。在此基礎上，結合三維Monte Carlo方法對TCS不鏽鋼複合焊熱影響區晶粒尺寸演變過程進行了模擬。基於上述理論和實驗兩方面的定量研究結果，揭示了TCS不鏽鋼複合焊接的熱源特性和熱循環特徵參數對HAZ形狀、尺寸以及晶粒長大敏感性的影響機制。總結上述研究成果，已經發表與本項目相關的學術論文11篇（其中，國際權威刊物2篇；已被SCI收錄4篇）；在本學科領域有重要影響的大型國際會議PRICM 8上做學術性特邀報告。
