[发明专利]一种用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法

权利要求书

1.一种用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，所述方法包括：

将箱体围板通过高能束打底焊接箱体，然后通过传统的焊接方法对打底焊接处进行填充焊接，完成初步焊接；

对完成初步焊接的焊缝，计算变形状态下焊缝及其预设范围内的区域产生的应力值，并计算施加热源后焊缝及其预设范围内的区域产生的应力状态；

根据计算结果，确定焊缝背面自熔所需施加的第一温度场，施加第一温度场用于消除箱体围板中间部分朝箱体外的变形量；根据计算结果，确定焊缝正面自熔所需施加的第二温度场，施加第二温度场用于消除箱体中间部分朝箱体内的变形量；

所述方法具体包括：

步骤1：将箱体围板通过高能束打底焊接箱体；

步骤2：通过传统的焊接对打底焊接处进行填充焊接，完成初步焊接；对于初步焊接后的箱体，分别测量箱体四个围板的变形量，将四个围板的变形量进行比较获得最大变形量；

步骤3：获得箱体材料相关性能参数，建立箱体同等比例模型，将建立的箱体模型输入有限元计算软件，输入箱体材料的屈服强度与弹性模量性质参数，计算同等比例弯曲量状态下焊缝及焊缝预设区域内的应力值；

步骤4：获得箱体材料应力应变随温度变化关系曲线，将步骤3中建立的箱体模型导入有限元计算软件，输入应力应变随温度变化曲线，并在焊缝背面加载焊接热源，计算热源产生的温度场，当该温度场下产生的应力值与步骤3中的计算值相同且方向相反时，停止计算，并记录此时加载的焊接参数；

步骤5：根据步骤4中计算的焊接参数，对完成初步焊接后的围板焊缝背面施加焊接热源，对焊缝进行矫形；

步骤6：继续测量焊缝矫形之后箱体四个围板的最大变形量，若变形方向朝向箱体外，且最大变形量符合要求，则停止矫形；若变形方向朝向箱体外，且最大变形量不符合要求，则重复步骤3~5；若变形方向朝向箱体内，且最大变形量符合要求，则停止矫形；若变形方向朝向箱体内，且最大变形量不符合要求，则继续执行后续步骤；

步骤7：建立步骤6初步矫形后的箱体初步矫形后的模型，将箱体初步矫形后的模型输入有限元计算软件，输入材料的屈服强度与弹性模量性质参数，计算同等比例弯曲量状态下角焊缝位置的应力值；

步骤8：将初步矫形后的箱体模型导入有限元计算软件，输入应力应变随温度变化曲线，并在焊缝正面加载焊接热源，计算热源产生的温度场，当该温度场下产生的应力值与步骤7中的计算值相同时，停止计算，并记录此时加载的焊接参数；

步骤9：根据步骤8中计算的焊接参数，对初步矫形的箱体焊缝正面施加焊接热源；对焊缝进行修正矫形；

步骤10：继续测量焊缝修正矫形之后箱体四个围板的最大变形量，若变形方向朝向箱体外，且最大变形量符合要求，则停止矫形；若变形方向朝向箱体外，且最大变形量不符合要求，则重复步骤3~5；若变形方向朝向箱体内，且最大变形量符合要求，则停止矫形；若变形方向朝向箱体内，且最大变形量不符合要求，则重复步骤7~9。

2.根据权利要求1所述的用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，高能束焊接具体包括：激光焊、电子束焊、等离子焊。

3.根据权利要求1所述的用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，焊接参数包括焊接电压、焊接电流、焊接线能量、焊接速度。

4.根据权利要求1所述的用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，步骤5或步骤9中施加热源由两名焊工执行，并从对角方向同时施焊。

5.根据权利要求1所述的用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，焊缝在箱体四角区域或分布在离箱体四角一定距离的位置，焊缝条数大于等于1条。

6.根据权利要求1所述的用于控制校正大型箱体结构件角焊缝变形的方法，其特征在于，有限元计算软件包括ABAQUS、ANSYS、SYSWELD。