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焊接残余应力对氢扩散影响的有限元模拟

蒋文春 , 巩建鸣 , 唐建群 , 陈虎 , 涂善东

金属学报

利用ABAQUS有限元软件，开发了一个氢扩散的耦合计算程序，对焊态和焊后热处理状态下的残余应力对氢扩散的影响进行了数值模拟，并与无应力状态下的氢扩散进行了比较。结果表明，存在焊接残余应力梯度时，氢向高应力区富集，在热影响区附近，有一个氢浓度低谷，这是氢向高应力区长程扩散所致。经过焊后热处理，应力松弛效果明显，最大残余应力下降近50％，对氢扩散的影响也大为降低，氢的最高浓度降低了近40％。因此，焊后热处理可以明显降低焊接接头处的残余应力，有效降低材料在氢环境下开裂的敏感性。

关键词: 氢扩散 , welding residual stress , heat treatment , sequential coupling , finite element simulat