工艺参数对筒体纵向焊接残余应力影响的模拟研究.pdf

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1、工艺参数对筒体纵向焊接残余应力影响的模拟研究迟露鑫。，麻永林，邢淑清。，陈芙蓉。陈重毅。(1．内蒙古工业大学材料科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010051；2．内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010)摘要：针对某公司生产的首次应用到核电上的SA508—3钢，为了得到简体上各区域残余应力大小及分布规律，定量地分析工艺参数对残余应力的影响，有效地控制焊接质量，采用ANSYS有限元建立60mm厚简体三维模型，模拟纵向焊接过程残余应力的变化。结果表明：工艺参数变化只对焊缝内、外表面中心区域以及焊缝

2、沿厚度方向上的纵向残余应力影响比较大，焊接速度和焊接电压对残余应力曲线上的锯齿型波动产生的影响比较明显；焊接速度对残余变形的变化幅度影响最大，焊接速度与另外两个参数对残余变形影响的趋势相反。关键词：SA508—3钢；焊接残余应力；数值模拟中图分类号：TG113；TG404文献标识码：A文章编号：1001—4837(2011)09—0001—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．09．001SimulationStudyofProcessParametersonResid

3、ualStressesEfectofCylinderLongitudinalWeldCHILu—xin，MAYong—lin。XINGShu—qing，CHENFu—rong，CHENZhong—yi，(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，InnerMongoliaUniversityofTechnology，Huhhot010051，China；2．CollegeofMaterialandMetallurgy，InnerMongoliaUniversit

4、yofScienceandTechnolo—gY，Baotou014010，China)Abstract：AccordingtothenewmaterialwhichwasSA508—3steelfornuclearpower．inordertoobtainresidualstressdistribution，quantitativeanalysisofprocessparametersonresidualstressefect，andeffec．tivelycontrolweldingquality，

5、theresidualstressfieldmodelof60mmthickwallcylinderweresimulatedbyANSYS．Itwasfoundthatonlythecenterofweldinner，outersurfaceandtheweldthicknesswhichwereinfluencedbyprocessparametershavemorelargerresidualstress，andtheserratedfluctuationsofresidualstresscurv

6、esareobviousinfluencedbyweldingspeedandweldingvoltage．Theimpactofweldingspeedchangeontheresidualdeformationhasthemostsignificant，andresidualdeformationchangetrendwhichisaffectedbytheweldingcurrenthasbasicclosetotheweldingvoltage，buttheefectoftheweld．ings

7、peedisoppositetothat．Keywords：SA508—3steeI；weldedresidua1stresses：numericalsimulation基金项目：国家科技重大专项子课题(2009ZX04014—064—05)工艺参数对筒体纵向焊接残余应力影响的模拟研究Vo128．No92011变梯度高，该区域要求较精细的网格；远离焊缝区0引言域热输入小，受热影响不是很大，采用较粗的网格划分即可保证模拟结果的准确性，建立三维有焊接作为压力容器制造过程中的重要工艺，限元1：1的模型，模型及

8、近焊缝区网格的分布见直接关系到产品质量的好坏和结构的安全。由于图1。焊接时高度集中的瞬时热输人造成焊接后残余应力和变形，严重影响压力容器的强度、刚度、受压时的结构稳定性和尺寸稳定性⋯。因此必须了解不同工艺参数下，焊缝及其附近发生的瞬时应力和残余应力及残余变形的变化规律，工厂根据经验选择工艺参数主要关注生产率和焊接质量，而焊接数值模拟揭示了焊接本质规律，实现焊接工艺参数从“定性”到“定量”的预测，完成关键物理图1网格模型量的性能评估，避免了以