汽輪機隔板外環(huán)多層多道焊焊接變形數值模擬.pdf

1、汽輪機在電廠設備中起著無可替代的作用，它是電力工業(yè)的心臟。隔板是核電機組通流主要部件之一，起到固定靜葉和阻止級間漏氣的作用，能保證機組的經濟型和安全性?？紤]到隔板的運行環(huán)境，為提高隔板外環(huán)的抗水蝕能力，工藝設計上要求在外環(huán)的進汽側、出汽側汽封處堆焊不銹鋼耐蝕層。哈爾濱汽輪機廠針對隔板堆焊時的典型結構形式，制作了能夠表征隔板外環(huán)結構的小型物理實驗件并進行堆焊。本文運用有限元分析軟件MARC，首先對實驗件進行數值模擬，通過調整參數縮小與實驗

2、結果之間的差距，然后應用調整后的參數對隔板外環(huán)的堆焊過程進行模擬。
　　實驗件焊接變形數值模擬結果表明：焊后母材處的位移小，襯板處的位移大且存在明顯的梯度分布；襯板上隨著與焊縫之間距離的增加，位移逐漸增大，最大位移位于收弧端的襯板外邊緣處且主要由 Y向位移體現，其值為17.1 mm。將實驗數據和數值模擬結果對比發(fā)現：兩者在焊接角變形具體數值方面存在一定的偏差，但是這個偏差是在允許的范圍之內的（10％以下）。另外，文中還設計采用從兩

3、端向中間的焊接順序進行實驗件的堆焊，發(fā)現此時最大位移位于實驗件的中部，其值為12.8 mm。相比從頭到尾的焊接順序，最大位移減小25.1％。這是由于從兩端向中間焊接時，溫度場相互重疊，溫度梯度小，進而焊接變形得到減小。對比兩種焊接順序下實驗件首端和末端的角度數據發(fā)現，采用從兩端向中間的焊接順序只影響實驗件末端的角變形，而對首端的角變形沒有影響。
　　隔板外環(huán)焊接變形的數值模擬結果表明：采用先焊內圓再焊外圓的順序時，總的節(jié)點位移為7