钨极氩弧连续和间断焊接的残余应力对比分析

《钨极氩弧连续和间断焊接的残余应力对比分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、钨极氩弧连续和间断焊接的残余应力对比分析*王睿王跃方/大连理工大学工程力学系李荣鹏刘万青/沈阳鼓风机集团有限公司摘要：结合工程实际，应用热弹塑性理论、耦合0引言场（热、固耦合）和瞬态传热的基本模型，使用钨极氩弧焊（TIG焊）以燃烧于非熔化电极Ansys的APDL语言编写程序进行移动热源的与焊件间的电弧作热源，电极核电弧区及熔化有限元建模计算。数值计算表明，钨极氩弧间断[1]金属都用一层氩气保护。钨极氩弧焊接是离心焊接在构件叶片上产生的残余应力数值较大的压缩机叶轮常用的加工方式之一，它的作用是区域

2、比连续焊接更深。证明了回炉热处理能降将轴盘固接在叶片和盖盘上，使叶轮成为一体。低焊接的残余应力。在焊接过程中，很可能由于机器故障或者操作关键词：钨极氩弧焊；间断焊接；残余应力者的失误导致焊接过程不连续，即在焊接同一中图分类号：TG404；O343.6文献标识码：B个叶片的过程中焊接中断，之后重新点火，在中文章编号:1006-8155(2009)04-0045-06断的位置重新焊接。这样主要是为了避免产生ComparativeAnalysisofResidualStressin结构缺陷，例如，“弧

3、坑”等。在中断的情况下重TungstenInertGasArcWeldingwith新焊接，叶轮上的温度场必然重新分布。由热弹ContinuousandDiscontinuousCondition塑性理论可知，材料的物理和力学性能是温度[2-3]Abstract:Thefiniteelementmodelingcalculation的函数，温度的不均匀变化就会产生热应力。formovingheatsourceiscarriedoutbyapplyingthe实际工程中由热辐射边界条件和物性参数b

4、asicmodelofthermalelasticandplastictheory,随温度变化引起的非线性瞬态传热问题很复coupledfield(thermalandsolidcoupling)and杂，一般需依赖近似解法求解。目前广泛采用的[4-5]transientheattransferandusingAPDLlanguage数值方法是有限元法。本文用有限元方法，结programmerofAnsyswiththecombinationof合非线性热传导方程和弹性力学公式进行非线engin

5、eeringpractice.Thenumericalcalculation性耦合场分析。showsthattheareawithhighervalueofresidual根据焊接试验建立热源模型。计算连续焊stresscausedbytungsteninertgasarcweldingwith接和间断焊接的温度场，以温度场作为温度载discontinuousconditiononcomponentbladeis荷计算残余应力，得到构件残余应力场的分布。deeperthanthecontinuo

6、usweldingcondition.The根据间断时间的不同，分别进行数值模拟，得到factthatthereturnheattreatmentcanlowerthe不同间断时间条件下的温度场和残余应力场。residualstressofweldingisverified.本文还证明了焊接后的热处理是必要的，可以Abstract:tungsteninertgasarcwelding;降低焊接的残余应力。在研究工作中，结合热弹discontinuouswelding;residualstress

7、塑性理论和有限元法，主要对比分析连续焊接收稿日期：2009-01-24大连市116024*王睿/沈阳鼓风机集团有限公司—45—2009年第4期制造工艺和间断焊接，及对比焊接后是否热处理，找出叶在热载荷和机械载荷作用下，材料总应变片上残余应力的分布规律，以期加深对焊接残增量包括弹性应变增量、塑性应变增量和温度余应力的认识，为设计者优化叶轮设计提供参应变增量为考。軍軍dε=軍軍dε+軍軍dε+軍軍dε（5）peT式中軍軍dε为塑性应变增量；軍軍dε为弹性1计算数学模型及流程图pe应变增量；軍軍dε为

8、热应变增量。T材料热性能和边界条件随温度变化，并且设材料屈服条件为考虑辐射传热，属非线性分析范畴。（fσ）=f（0εp，T）（6）1.1非线性三维瞬态热传导方程式中f为屈服函数；f0为与温度和塑性应变在一般三维问题中，瞬态温度场准（x，y，z，有关的屈服应力的函数；T为温度，℃；εp为塑t）在直角坐标中应满足的微分方程和边界条件性应变。[6-7]分别为軍軍dε为塑性应变增量，根据流动法则有p坠准坠坠准坠坠准在Ω内ρc-（k）-（k）坠t坠xx坠x坠yy坠y坠f軍軍dε＝λ軍軍（7）p坠σ坠坠准-