發(fā)布時間：2017-12-05 10:08

  本文關鍵詞：永久陰極板焊接質量影響因素分析與焊接過程仿真研究

  更多相關文章： 銅電解 永久陰極板 SYSWELD 焊接殘余應力 焊接工藝

【摘要】：永久陰極板主要用在銅電解工業(yè)中,作為電解銅生產覆蓋的基質。自從問世以來,由于其可以重復使用,降低了成本,提高生產效率的特點,引起銅電解行業(yè)的關注,并在國外得到了廣泛的應用。目前,國內引入永久陰極板技術,并在此基礎上進行了自主研發(fā)。永久陰極板是由材料均為奧氏體不銹鋼的導電棒與板體焊接而成,在使用過程中,出現(xiàn)諸如焊接不牢固、脫落等問題,導致銅電解生產效率的降低。因此,對永久陰極板進行焊接質量的分析及有效的控制具有實際價值。本文基于法國ESI公司研發(fā)的SYSWELD軟件平臺,以雙橢球熱源模型來進行熱源的校核,確定了熱源函數(shù)。從焊接工藝的角度出發(fā),模擬了永久陰極板焊接溫度場和應力場的變化。通過對仿真曲線和數(shù)據(jù)的提取,分析焊接接頭的殘余應力情況,為焊接工藝的優(yōu)化提供了依據(jù)。首先,介紹了研究背景和意義,以及焊接過程數(shù)值分析的發(fā)展歷程。概括了永久陰極銅電解技術的兩種方法及永久陰極板的生產工藝。其次,介紹了焊接技術的概念并進行焊接方法的選擇,分析了永久陰極板的焊接性以及焊接質量的影響因素,闡述了其焊接工藝特點。然后,介紹了有限元法及分析步驟,建立了永久陰極板的三維模型,確定相關結構參數(shù)(坡口及焊腳尺寸)、網(wǎng)格參數(shù)及焊接工藝參數(shù)。隨后,在此基礎上選擇雙橢球熱源作為焊接熱源模型,并進行熱源校核,確定熱源函數(shù)。最后,觀察溫度場的分布情況,分析不同狀態(tài)下(焊接順序,約束條件,焊接速度等方面)的殘余應力分布。仿真結果表明,焊縫中心上的點溫度變化幾乎相同,迅速升溫后快速冷卻,升溫速度大于冷卻速度,且最高溫度已達到熔點。垂直于焊縫中心的點,距焊縫的距離越大,溫度變化越平緩,所達到的最高溫度越小。近縫區(qū)的殘余應力較大,縱向殘余應力在焊縫處有一段穩(wěn)定區(qū),而垂直方向的縱向殘余應力則對稱于陰極板板體,且與距焊縫的距離成反比。不同的焊接順序、約束條件和焊接速度下的殘余應力也不相同,通過對仿真結果的分析,優(yōu)化焊接工藝,能夠有效指導陰極板的實際焊接過程,降低殘余應力。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.11;TF351

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姬晶;;奧氏體不銹鋼焊接性分析[J];煤礦機械;2008年07期

，

本文編號：1254429