焊接缺陷对机匣可靠性的影响.pdf

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1、第34卷第6期2012年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．6Jun．．2012焊接缺陷对机匣可靠性的影响庞学佳，李宏伟，邹献辉(中国船舶重工集团公司第七0三研究所，黑龙江哈尔滨150078)摘要：由于结构及工艺水平的限制，发动机机匣大多采用分段焊接而成，焊接缺陷在机匣焊缝较为常见，具体表现之一为焊缝中存在的链状气孔，超出标准要求的焊接缺陷有可能对发动机机匣的可靠性造成影响。本文通过对存在链状气孔缺陷的发动机机匣的检测、有限元计算模型简化和计算分析，确定了缺陷对机匣可靠性的影响。量化的缺陷影响区域和应

2、力放大倍数对类似焊接缺陷的判定具有指导意义。关键词：机匣；焊接缺陷；有限元分析；结构强度中图分类号：TK472文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)06-0121-03doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．06．030AnalysisofthewelddefectseffectonthereliabilityofthecasingPANGXue-jia，LIHong-wei，ZOUXian-hui(The703ResearchInstituteofCSIC，Harbin150078，China)Abst

3、ract：Duetothestructureandcraftlevelrestrictions，theenginecasingsmostlyareweldedbysubsections．Theweldingfaultsarecommoninreceiverweldwherethechainwelddefectsisoneofthespecificperformance．Theweldingdefectsbeyondthestandardrequirementsearhaveaneffectonthereliabilityofenginecasing

4、s．InthispaperthechainwelddefectsintheenginecasingweremeasuredwithpredigestedFEAcalculatemodel，confirmedthatthewelddefectsaffectedthereliabilityofthecasing．Thezoneofthewelddefectsandthemagnifiedtimesofthestresswereprovidedwithguidanceonthedeterminantinanalogywelddefects．Keyword

5、s：easing；welddefects；FEA；structuralstrength0引言1焊接链状气孔检测发动机机匣是承力系统的主要构件，其受力情况复杂多样。由于结构及工艺水平的限制，机匣大多采用分段焊接而成。某机压气机机匣为对开式，分别由多段筒体、纵向安装法兰和中分法兰焊接而成。在生产过程中，压气机机匣焊后经检测焊缝存在超出标准允许的链状气孔，该零件是否可以用于装机?对含有链状气孔的焊接机臣的计算模型如何简化分析?本文通过设计与加工制造相结合，先对气孔进行简化建模，然后利用有限元分析软件对该机匣简化模型进行强度计算分析，最终确定焊接缺陷对机匣

6、可靠性的影响。为确定焊接缺陷分布及具体形貌，以便进行针对性的分析计算，对此机匣焊缝进行了多种方法的检测。检验分3步：①x射线照相检测确定电子柬焊焊缝存在链状气孔——不符合质量标准要求；②对焊缝进行了荧光检测，焊缝表面未发现超标气孔，上述2种检测方法的结果说明，该链状气孔存在于焊缝的内部；③进行工业CT(计算机辅助层析成像技术)检测，确定气孔的尺寸大小和分布位置。由于每种检测方法都有其特点和局限性。X射线照相检测的特点是检测灵敏度高，但由于其将立体的物体投影到平面上，因此无法给出缺陷在焊缝收稿日期：201l-03-28；修回日期：201卜04—25作

7、者简介：庞学佳(1979-)，男，工程师，从事燃气轮机结构设计与强度计算。122舰船科学技术第34卷厚度方向的信息。而工业CT检测，可以给出工件任何一个截面的质量信息。但由于受工件尺寸及重量的限制，检测的灵敏度无法达到x射线照相检测的水平，也正是由于检测特点的不同，造成检测结果存在差异。为了准确判断缺陷在焊缝厚度方向的分布情况，对2种检测结果进行了比对，最终确认，2条焊缝内的链状气孔分布在焊缝内部，距离内外表面ltrim的范围内，在厚度方向呈离散分布——压气机机匣气密性不存在同题，需要对存在链状气孔的压气机机匣的强度做出评定。2有限元分析采用结构设

8、计软件PRO／E对压气机机匣建立三维简化模型，利用有限元计算分析程序An町s对简化模型进行计算分析。2．1计算模型压气机机