基于有限元分析軟件的倉泵焊接研究與應用.pdf

1、倉泵多數(shù)在高溫高壓下運行，是壓送式氣力輸送粉末狀物料(如水泥、礦粉、粉煤灰、糧食、化工原料)的理想設備。因此，倉泵的焊接接頭必須具有較高的強度、耐磨性，足夠高的沖擊韌性和較高的耐熱性，并且保證接頭無裂紋、末熔合、夾渣等缺陷。本課題研究的倉泵是浙江菲達環(huán)保集團公司生產(chǎn)低壓容器中的一個主要品種，是氣力輸送環(huán)保配套設備的關鍵部件，其殼體母材是15CrMoR鋼。解決15CrMoR鋼焊后冷裂紋問題以獲得強度高、韌性與塑性好的優(yōu)質(zhì)倉泵焊接接頭成為倉

2、泵生產(chǎn)制造過程中的關鍵問題。
　　本論文通過對倉泵殼體15CrMoR鋼的化學成分和性能分析、焊接裂紋敏感性計算、裂紋敏感機理分析及焊接工藝可行性分析，結合生產(chǎn)實際，確定了課題研究目標是以MAG氣體保護焊打底、填充，埋弧焊蓋面的組合焊法為重點研究內(nèi)容。采用ANSYS系統(tǒng)對倉泵焊接溫度場和焊接應力場進行動態(tài)模擬，建立了基于ANSYS軟件系統(tǒng)溫度場、應力場的有限元分析模型，針對不同時刻焊接溫度場分布，焊接應力場中殘余應力的變化進行了數(shù)字

3、分析，為16mm中厚板多層多道焊選擇焊接規(guī)范提供了科學依據(jù)。
　　在倉泵焊接應用研究中，采用了不同的預熱溫度、焊接電流、焊接速度及線能量進行施焊，對焊接接頭焊縫進行X射線探傷，力學性能試驗，達到JB4730-2005《承壓設備無損檢測》標準中的Ⅱ級要求，焊縫外觀達到GB50236-98《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》標準中的Ⅰ級要求。通過對接頭金相組織進行分析，焊縫組織為細小的柱狀晶，而熔合區(qū)和熱影響區(qū)組織均為柱狀晶鐵

4、素體+粒狀貝氏體+低碳馬氏體組織。研究結果表明：倉泵焊接填充材料是H13CrMoA，要求焊前預熱溫度為150～180℃，打底層、填充層MAG氣體保護焊保護介質(zhì)為20％CO2+80%Ar，電弧電壓為22±1V，焊接電流為130～170A。埋弧焊進行蓋面，焊接電流為480～550，電弧電壓為36～38V。焊后熱處理溫度為250℃，保溫lh，正火溫度900℃，保溫1h后馬上隨爐冷卻，采用焊后熱處理方式，高溫回火溫度為680士100℃，保溫1h