关键词：多物理场耦合本构方程；完全隐式积分算法；数值模拟；残余应力；应变分量
引言
在修复焊接过程中，多个高温热循环可显着降低SA508Gr.3Cl.2低合金钢的冲击韧性。多个高温热循环促进SA508Gr.3Cl.2低合金钢粒度的增加，从而降低材料的冲击韧性。焊后热处理能有效提高材料的减震能量值。
1多物理场耦合关系
焊接过程是温度场、应力应变场和组织场中多物理场耦合的复杂过程，表征了每个物理场之间的相互作用，如图1所示，以说明热、力和相变的结合。如图所示，温度场相应力场的影响似乎会产生热应力，并且可以忽略塑料消耗散布，因为焊接过程中焊接零件的实际变形不超过2%至3%。温度是相变的动力，在相变过程中潜热的释放和吸收会影响温度场。在相变过程中，每个组件的固定体积差异会导致相变应力和应力下相变过程引起的相变塑料变形，相变还会导致材料特性参数的变化，从而影响材料的力学行为。图中的实线表示本文档中考虑的合并效果，虚线表示本文档中不考虑相应的合并效果。
2工艺分析
2.1工艺路线
为了获得良好的综合机械性能，此零件的主要工艺步骤为焊接、热处理和加工三个阶段。根据焊接计时，主要有两种工艺路线:一个是粗加工-调质-精加工-焊接阶段，热处理后焊接热输入较大，焊接热影响区域容易发生软化现象，是对焊接精度要求较高，焊接难度较高的焊接工艺。另一个是粗加工-焊接-调质-精加工阶段，焊接热输入在执行热处理之前对焊接的影响较小，降低焊接精度要求，降低焊接难度。但是，如果焊后桶的根部有更深的盲孔，并且焊缝位于盲孔的底部，则热处理时冷却强度不足可能会降低盲根和焊缝的机械性能。
2.2焊丝选择
焊接强度决定零件的总强度，为了确保焊接的强度和质量，必须选择相应的导线。有两种类型的导线选择原则。一种是根据化学元素匹配原理，选定填充物的化学成分接近母材，焊接时可操作性更好。另一种方法是，根据强度匹配原则，选择与母材强度相当的导线，从而缓解因母材和过度焊接强度而导致的总强度下降[2]。根据GB/T3077合金钢20CrNiMo的化学成分、机械性能和设计要求，发现两根钢丝、实线AWS 5.28er 100s-gmn 3ni crmo和AWS 5.28er 120s-gmn 4ni 2.5 crmo接近母材，强度接近母材。如果选择电子，则焊接强度与设计要求类似，而不影响母材，并考虑到合金钢的焊后软化现象，根据强度匹配原则选择了AWS 5.28er 120s-gmn 4ni 2.5 crmo进行测试。
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3低合金钢焊接前的准备
技术人员在执行焊接工艺之前，必须仔细查看软钢和低合金钢产品图纸，观察产品结构设计特性，明确焊接重点、要点和困难，为提高焊接工艺应用质量打下基础，明确焊接方向后，技术人员必须根据焊接工艺实施标准仔细检查焊接部件，确保相关部件符合焊接要求，并从根本上保证软选择高质量的零件并去除表面油污、灰尘、氧化物、锈和其他灰尘的设备顺序应该科学合理，防止焊接过程中零件变形，并确保软钢和低合金钢焊接工艺科学有效。为了提高软钢和低合金钢的焊接质量，技术人员总结过去的工作经验，可以创建焊接工艺准备计划，指导技术人员高效地执行相关任务，标准化、制度化和科学化工业，然后有效地提高软钢和低合金钢焊接工艺的效果。
4低合金钢焊接具体过程
技术人员应根据自己的工作能力、焊接条件、零件参数等合理选择焊接方法，通常技术人员会选择熔体气体保护焊接、TIG焊接、手动焊接等方法，以确保软钢和低合金钢焊接工艺符合工业企业的加工和制造标准。由于不同的接头热影响区域有时会出现紧急状态，因此技术人员可以消除焊接后的热处理工艺。例如，如果技术人员应用电渣焊接方法，则必须通过回火处理抵消此方法的线能量产生的巨大负面影响，必要时技术人员必须坚持创新的实践原则，汇总以前的工作经验，将多种焊接方法结合起来，以完成软钢和低合金钢焊接工作。如果焊接方法变得更加明确，技术人员必须合理选择焊接剂、低氢电线，防止软钢和低合金钢焊接过程中出现裂纹，从而影响焊接效果。
5低合金钢热输入的控制
氢是软钢和低合金钢焊接接头出现裂纹的重要原因，如果相关问题得不到有效解决，可能会严重影响两种焊接质量，从而使工程师能够以合理的量增加热输入量，防止焊接过程中出现两个裂纹，从而防止金融内部氢气因热作用高效排放。如果电压、电弧保持一致和稳定，技术人员必须相应地添加焊接电流，减慢焊接速度，摆动焊条，以实现焊接熔池慢慢凝固和去除氢气的焊接目的，同时降低焊接金属冷却速度，有效地提高低碳钢和低合金钢的焊接强度、韧性和塑料，同时避免形成马氏体组织。
结束语
低合金钢具有良好的综合力学性能、耐光性和低制造成本，结构材料作为核岛主要设备广泛用于制造压力容器、蒸汽发生器和电压调节器。核电站1电路的服务环境是高温高压水介质，为了提高结构材料的耐蚀性，通常在低合金钢表面焊接一定厚度的不锈钢或镍基耐蚀层。为了保证核岛设备运行的持续性，在产品制造过程中对表面层的性能提出了高度评价要求，必须彻底消除表面层发现的超标缺陷并焊接。去除到达低合金钢母材的深度时，焊接过程中的多个热循环可能会加快低合金钢的性能下降，因此需要对焊接过程中低合金钢的组织和性能变化进行研究。
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论文作者:马征征
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
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