海洋结构物摩擦叠焊单元成形过程研究

发展海洋经济是国家综合实力的表现，要使我国从海洋大国成为海洋强国，进军深水成为必然选择。摩擦叠焊作为一种适用于深水钢结构修复的新型固相连接技术，其相关研究成果将为我国海洋油气开发走向深水的战略目标提供必要的技术储备，有利于提高我国海洋工程结构安全保障配套技术的总体水平。纵观国内外关于摩擦叠焊技术的研究现状，其内容主要涉及摩擦叠焊焊接装备及其工艺规范参数，而由于焊接过程的不可见性以及其影响因素的复杂性，对于单元填充成形过程的研究却寥寥无几。因此，本项目拟采用声发射技术、示踪技术、三维重构技术、以及数值仿真技术等手段，通过建立摩擦叠焊单元成形过程的声发射模型、示踪材料的三维分布模型以及数值仿真模型，对其声发射特性、材料变形及迁移特性以及焊接过程中的温度场、应力场分布等问题展开深入细致的研究，以充分了解各相关因素对成形过程的影响和规律，最终为提高摩擦叠焊的焊接质量提供理论指导及依据。

相对于我国快速发展的海洋石油工业而言，目前国内所掌握的水下焊接、维修技术较为落后。摩擦叠焊因焊接关键设备体积较小，容易实现焊接操作过程自动化，特别适合于深水焊接修复作业，是海洋深水钢结构焊接修复技术领域的重要发展方向之一。本项目采用声发射技术、示踪技术、三维重构技术、以及数值仿真技术等手段，对摩擦叠焊单元成形过程的声发射特性、材料变形及迁移特性以及焊接过程中的温度场、应力场分布等问题进行了研究，以充分了解各相关因素对成形过程的影响和规律，最终为提高摩擦叠焊的焊接质量提供理论指导及依据。