永久陰極板焊接質(zhì)量影響因素分析與焊接過程仿真研究.pdf

1、永久陰極板主要用在銅電解工業(yè)中，作為電解銅生產(chǎn)覆蓋的基質(zhì)。自從問世以來，由于其可以重復(fù)使用，降低了成本，提高生產(chǎn)效率的特點(diǎn)，引起銅電解行業(yè)的關(guān)注，并在國外得到了廣泛的應(yīng)用。目前，國內(nèi)引入永久陰極板技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)致銅電解生產(chǎn)效率的降低。因此，對永久陰極板進(jìn)行焊接質(zhì)量的分析及有效的控制具有實(shí)際價(jià)值。

2、>　　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(jìn)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(yīng)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(yīng)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(shù)的兩種方法及永久陰極板的生產(chǎn)工藝。其次，介紹了焊接技術(shù)的概念并進(jìn)行焊接方法的選擇，分析了

3、永久陰極板的焊接性以及焊接質(zhì)量的影響因素，闡述了其焊接工藝特點(diǎn)。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(guān)結(jié)構(gòu)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(chǔ)上選擇雙橢球熱源作為焊接熱源模型，并進(jìn)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(yīng)力分布。
　　仿真結(jié)果表明，焊縫中心上的點(diǎn)溫度變化幾乎相同，迅速升溫后快速冷卻，升溫