随着现代造船技术的发展以及船东要求的不断提高,大量的高强度高韧性船舶高强钢被用于船舶及海工工程项目中。高强钢在焊接前需要预热来防止产生冷裂纹,船厂大部分都是采用传统陶瓷焊接预热板对高强钢进行预热,这种热传导方式能耗高、效率低、过程繁琐,而且预热效果不佳,这严重影响了造船的进度,提高了企业的运行成本。在此背景下,论文对船舶高强钢焊接电磁感应加热工艺方法进行了研究。电磁感应加热设备颠覆了热传导方式,通过电磁感应技术将电能传导到电磁感应加热模块中,再通过电磁感应加热模块输入到高强钢内部,使其自身内部产生热量,从而达到预热效果。论文主要从船舶高强钢电磁感应加热试验、电磁感应加热数值模拟、电磁感应加热工艺优化三个方面展开研究。(1)论文根据电磁感应加热的基本原理及特点,设计出一套船舶高强钢焊接电磁感应加热设备,其中包括电磁感应加热电源和电磁感应加热模块。电磁感应加热线圈是电磁感应加热模块的重要组成部分,设计出初步的电磁感应加热线圈并进行加热试验,研究高强钢的温度分布情况,CCS也对此设备进行了检验报告审核,进一步证明它的实用性和安全性。(2)论文对电磁感应加热电磁场、温度场进行有限元数值分析,并根据其数学模型以及有限元解法研究了电磁感应加热ANSYS数值模拟,依据试验情况建立相应的几何模型,在相同的加热参数及加热环境中进行数值模拟,将模拟出的结果与试验结果对比分析,验证数值模拟的可靠性。(3)论文主要对电磁感应加热工艺提出了优化方案,设计出不同形状的线圈,分别用ANSYS进行数值模拟,比较出效果较好的一种线圈,再通过改变电磁感应加热参数进一步对加热速度以及均匀度进行优化研究。根据优化的结果,用相同的方法进行加热试验,将试验结果和模拟结果进行比较分析,进一步验证模拟的正确性以及优化的成功性。