江荔科技大学远洋船舶大合拢垂直焊缝性能设计虚拟仿真实验热影响区相组成设计一实验目的掌握DH36钢的连续冷却转变曲线（CCT）的物理意义；能够结合DH36钢的CCT曲线和熔合区不同的冷却速度预测焊接结束后熔合区的相组成能够结合金属学的知识对不同相组成的熔合区力学性能进行合理判断
1 LOGO 1 远洋船舶大合拢垂直焊缝性能设计 虚拟仿真实验 1 一、热影响区相组成设计 掌握DH36钢的连续冷却转变曲线(CCT)的物理意义； 能够结合DH36钢的CCT曲线和熔合区不同的冷却速度预测焊 接结束后熔合区的相组成 能够结合金属学的知识对不同相组成的熔合区力学性能进行合 理判断。 实验目的
热影响区相组成设计t/ct15013007Wc (%)1-熔合区 2-过热区3-正火区4-不完全重结品区5-再重结品区一、热影响区相组成设计900FaA3:824.6T800A1:704.3C700.600500400300100100010000100000冷邦速度(C/s)时间(s)一般情况下，熔合区的相组成决定了熔合区的力学性能，根据待焊钢板的连续冷却曲线（CCT曲线）可以判断不同冷却速度下熔合区对应的相组成。2
2 2 一、热影响区相组成设计 3 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 冷却速度 (℃/s) 体积分数 Ferrite Pearlite Bainite 一般情况下，熔合区的相组成决定了熔合区的力学性能，根据 待焊钢板的连续冷却曲线（CCT曲线）可以判断不同冷却速度下 熔合区对应的相组成。 一、热影响区相组成设计
D二、焊接热循环关键参数设计实验目的理解远洋船舶大合拢垂直焊接接头冲击功、硬度与t8/5之间的对应关系；培养学生具备合理选择船舶焊接t/参数的能力O二、焊接热循环关键参数设计环节一般碳钢及低合金钢采用固态相变温度范围的800-500℃冷却时间t8/5来代替冷却速度，并以此作为研究焊接接头的组织、性能及冲击韧性的重要参数。DH36钢的硬度和冲击吸收功与时间的关系如下图所示：195250ma功单*(AH)0100$Baaf2500800℃-500°C停留时间（s)800c-500c冷邦时间（(s)53
3 4 二、焊接热循环关键参数设计 理解远洋船舶大合拢垂直焊接接头冲击功、硬度与t8/5之间的对应 关系； 实验目的 培养学生具备合理选择船舶焊接t8/5参数的能力。 5 二、焊接热循环关键参数设计环节 一般碳钢及低合金钢采用固态相变温度范围的800-500℃冷却时 间t8/5来代替冷却速度，并以此作为研究焊接接头的组织、性能及 冲击韧性的重要参数。DH36钢的硬度和冲击吸收功与时间的关系如 下图所示： 0 50 100 150 200 250 300 170 175 180 185 190 195 200 800℃-500℃停留时间 (s) 硬度 ( H V ) 0 50 100 150 200 250 300 50 100 150 200 250 300 800 -500 ℃ ℃冷却时间 (s) 冲击吸收功 (J )
三、焊接线能量和冷却速度计算4实验目的理解焊接线能量的物理意义；掌握焊接线能量的计算方法：掌握熔合区冷却速度的计算方法。T三、焊接线能量和冷却速度计算分别利用如下两个公式（1）和（2）计算焊接线能量E1和E2E1 = 2mate/s/[(s00-T.)-(00-T)](1)(2)E2=8/4元/cpte/5/-[(500--)800-T式中E---焊接线能量 (J/cm);入----导热系数[W/(cm·℃)]cp----容积比热容[J/(cm3℃];8----板厚（cm);To---初始温度(℃)1
4 6 三、焊接线能量和冷却速度计算 掌握焊接线能量的计算方法; 实验目的 理解焊接线能量的物理意义; 掌握熔合区冷却速度的计算方法。 7 分别利用如下两个公式（1）和（2）计算焊接线能量E1和E2。 (1) 三、焊接线能量和冷却速度计算 (2)
三、焊接线能量和冷却速度计算将E1和E2分别代入公式（3），计算出临界板厚。2[(00- .) (00-.)]S=(3)c0当8,≥0.758时，取E=E1当8<0.758时，取E=E2焊接线能量E熔合区冷却速度。三、焊接线能量和冷却速度计算0是影响焊接热影响区组织与性能的主要因素。在热循环曲线上，每一温度下的瞬时冷却速度都不相同，各点的冷却速度可用该点切线的斜率表示。试验证明，焊缝和熔合线附近的冷却速度几乎相同，一般只需计算焊缝在540℃时的冷却速度即可。当板厚小于8mm时，熔合线处冷却速度.与焊接线能量E的关系如公式（4)所示：dT2元cp(T-T)32元cp(T-T)30=(4)dt(q/vs)2(E / 8)2当板厚小于25mm时，熔合线处冷却速度与焊接线能量E的关系如公式（5）所示：--2-= -2元2 (T。 - 7)2(5)0=dtqlvE95
5 8 将E1和E2分别代入公式（3），计算出临界板厚。 焊接线能量E 熔合区冷却速度ωc 三、焊接线能量和冷却速度计算 (3) 9 ωc 是影响焊接热影响区组织与性能的主要因素。在热循环曲线 上，每一温度下的瞬时冷却速度都不相同，各点的冷却速度可用 该点切线的斜率表示。试验证明，焊缝和熔合线附近的冷却速度 几乎相同，一般只需计算焊缝在540℃时的冷却速度即可。 当板厚小于8 mm时，熔合线处冷却速度ωc 与焊接线能量E的关系如 公式(4)所示： 当板厚小于25 mm时，熔合线处冷却速度ωc 与焊接线能量E的关系 如公式(5)所示： 三、焊接线能量和冷却速度计算 (4) (5)