【摘要】：基于熱彈塑性有限元法,在僅考慮單向耦合的基礎上,建立了抗磨板表面堆焊情況下的有限元計算模型,并對三種不同焊接順序下的溫度場、應力應變場進行了數(shù)值模擬,分析了焊接順序?qū)鼓グ灞砻娑押缸冃蔚挠绊懸?guī)律.結果表明,不同焊接順序下導葉軸孔圓周度變形程度不同,與水平面間隙大小不一,焊后最大殘余應力位于螺栓孔處,且最大殘余應力沿螺栓孔周向呈正弦分布.綜合比較,焊接順序3引起的焊接變形小,且焊后殘余應力分布均衡,有利于提高抗磨板的可靠性和安全性.模擬結果為Cr13型抗磨板實際焊接修復時的焊接順序選擇提供了理論依據(jù).
【圖文】：

組織，而焊接應力應變對溫度場和顯微組織的影響卻很小，所以一般僅考慮單向耦合問題，即只考慮焊接溫度場和金屬顯微組織對焊接應力應變場的影響．計算使用的是熱彈塑性法，運用有限元軟件ANSYS，先進行焊接溫度場的計算，在此基礎上，使用ETCHG命令將熱單元SOLID70轉化為結構單元SOLID45，將溫度場分析結果文件*．rth作為載荷實時施加，從而進行應力、應變場的計算．1．1模型參數(shù)及網(wǎng)格劃分抗磨板為Cr13型馬氏體不銹鋼材質(zhì)，由若干塊扇形板組成整圈，并用多個螺栓固定在頂蓋和底板上．為提高計算效率，對模型進行如圖1簡化．圖1抗磨板幾何模型(mm)Fig.1Geometricmodeloffacingplate

第4期楊輝，等:焊接順序?qū)r13型抗磨板表面堆焊變形的影響87堆焊區(qū)域高度為5mm．堆焊過程中忽略焊縫余高，圖1虛線為輔助線，無實際意義．焊接順序的不同，會使結構殘余應力的大小和分布不同，改變結構變形，影響正常裝配．模擬過程采用三種不同的焊接順序，(1)兩層焊接，每層六條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域長邊;(2)兩層焊接，每層七條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域短邊;(3)兩層焊接，第一層六條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域長邊，第二層七條焊道，焊道平行于待焊區(qū)域短邊．如圖2所示，其中編號(x－y)表示，第x層第y條焊道．圖2焊接順序Fig.2Weldingsequence為避免網(wǎng)格差異對模擬結果的影響，不同焊接順序均采用完全相同的網(wǎng)格劃分方式．所有單元均為8節(jié)點體單元，整個模型共有34270個單元，39699個節(jié)點．堆焊區(qū)及螺栓孔周圍網(wǎng)格劃分如圖3所示．圖3局部網(wǎng)格劃分Fig.3Localfiniteelementmodels1．2材料性能、熱源參數(shù)及焊接工藝抗磨板及堆焊材料均為Cr13型馬氏體不銹鋼，，各項性能參數(shù)見圖4．參數(shù)單位見表1．另外，材料密度ρ=7750kg/m3;泊松比μ=0．31．采用MAG焊進行表面堆焊修復，各項工藝參數(shù)見表2．為了更好的體現(xiàn)熔池頭短尾長的特征，以及反映熱源在熔深方向上的能量分布，在計算中使用移動的雙橢球熱源模型［6］，熱源前半部分和后半部分各為1/4橢球，熱流密度分布函數(shù)分別是q(x，y，z)=i

本文編號：2544794