非熔化盤式電極焊縫清根溫度場(chǎng)的模擬研究.pdf

1、非熔化盤式電極清根是一種全新的焊縫清根技術(shù),而清根過程是一個(gè)涉及電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過程。本文以非熔化盤式電極清根過程為研究對(duì)象,基于ANSYS軟件平臺(tái),采用雙橢球熱源模型,利用單元生死技術(shù)對(duì)Q235低碳鋼和0Cr18Ni9Ti不銹鋼非熔化盤式電極清根過程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)比分析了兩種鋼清根過程溫度場(chǎng)分布的差異,并對(duì)兩種鋼溫度場(chǎng)的模擬結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。討論了清根速度、清根電流、清根電壓等工藝參數(shù)對(duì)坡口形狀及溫度場(chǎng)

2、的影響規(guī)律。
　　 模擬結(jié)果表明:清根熱源的快速移動(dòng),以及熔化金屬的即時(shí)吹除,使得高溫熔化金屬對(duì)工件的傳熱時(shí)間很短,導(dǎo)致清根溫度場(chǎng)變化十分劇烈,升溫階段,材料幾乎從室溫瞬間上升到峰值溫度;而在冷卻階段,降溫速度同樣很快,Q235熱影響區(qū)t8/5僅為0.8s左右。隨著清根速度的增大,溫度場(chǎng)的分布變窄,到達(dá)峰值溫度的時(shí)間減小,熱循環(huán)的峰值溫度降低,坡口的有效尺寸減小。隨著清根電流的增大,溫度分布范圍增大,熱循環(huán)的峰值溫度升高,坡口的

3、有效尺寸增大。清根電壓增大時(shí),清根坡口的寬度顯著增加而深度略有減小。與Q235鋼相比,0Cr18Ni9Ti不銹鋼清根時(shí)的等溫線向外擴(kuò)張,等溫云圖分布范圍更廣,長(zhǎng)度方向更為明顯,等溫線的形狀被拉長(zhǎng)。0Cr18Ni9Ti不銹鋼坡口寬8.2 mm左右,深3.2 mm左右,坡口寬度和深度都比Q235低碳鋼大。0Cr18Ni9Ti不銹鋼熱影響區(qū)t8/5為1.4 s左右,冷卻速度比Q235鋼慢。兩種鋼的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果都基本吻合。