022Cr17Ni12Mo2不銹鋼管對(duì)接焊縫溫度場(chǎng)模擬

周兵

【摘要】采用有限元軟件visual-weld對(duì)不銹鋼管022Cr17Ni12Mo2鎢極氬弧焊焊接過(guò)程的度場(chǎng)進(jìn)行模擬，可以得出模型焊接溫度場(chǎng)云圖，以及各節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)熱循環(huán)曲線圖。通過(guò)跟一些資料進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果表明所采用的模型和工藝參數(shù)相匹配，得出較為符合實(shí)際的溫度場(chǎng)云圖，為進(jìn)一步調(diào)整焊接工藝參數(shù)提供可靠的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】visual-weld；022Cr17Ni12Mo2不銹鋼管焊接；溫度場(chǎng)云圖

022Cr17Ni12Mo2不銹鋼管是壓縮機(jī)組末級(jí)排氣和儀表風(fēng)取壓管路常用的材料，在以往的組裝過(guò)程中，不銹鋼管之間的連接都是采用卡套連接形式。采用卡套連接，有時(shí)卡套接頭沒(méi)有處理好，往往是漏氣的最主要發(fā)生部位，如果采用焊接形式就可以避免這些問(wèn)題。不銹鋼管的常用的焊接方法是鎢極氬弧焊（GTAW），因此需要對(duì)不銹鋼的焊接過(guò)程進(jìn)行研究。目前焊接領(lǐng)域的模擬軟件較多，visual-weld是焊接專業(yè)類CAE軟件的典型代表之一。通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)的模擬，得出溫度場(chǎng)的分布云圖和熱循環(huán)曲線，以此，來(lái)檢測(cè)焊接焊接熱輸入是否合理，為合理調(diào)整焊接工藝參數(shù)，提供依據(jù)。

1、焊接溫度場(chǎng)模型的建立

鎢極氬弧焊是熔焊的一種，是應(yīng)于最廣的焊接方法之一。熔焊熱過(guò)程最主要的特點(diǎn)是熱作用的局部性和熱作用的瞬時(shí)性。因此焊接過(guò)程的熱傳導(dǎo)也是非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)。

1.1熱傳導(dǎo)方程式和邊界條件

熱傳導(dǎo)方程式為：

1.2有限元模型

以管管對(duì)接焊縫為研究對(duì)象，管子材料為022Cr17Ni12Mo2奧氏體不銹鋼，規(guī)格為φ57X3.5mm，長(zhǎng)度為125mm。首先對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量直接影響計(jì)算的速度和模擬結(jié)果。……