12Cr1MoV异种钢焊接温度场的数值模拟.pdf

制业信息他
?机械研究与应用?
192/12Cr1MoV异种钢焊接温度场的数值模拟
史志伟
恩凯诺尔(及门)机电设备有限公司,福建及门361022)
摘要:重点介绍92/12C1MoV焊接过程的三维有限元分析模型,得到了多层焊温度场的分布规律,同时通过有展
元分析中的关鰱问题判断和检测,得出如下实验结果:距离坪越近的点,加热及冷却度越快;预热温度提
高,加热速度双高温停留时间变化不大,但峰值温度升高,且相变温度以上停留时间变长;焊接线能量增加,
32廷长,而过长,促进晶粒长大,使初性降低,过短,易生成渀项组织,因此应严格控制接线能量。
关词: ANSYS;有限元;T92/12 Crl Mov异种钢接;温度场;焊接热循环
中因分类号:T34
文献标识码:A
文章编号:1006-4414(2010)04-0099-03
Numerical simulation of temperature field for T 2/12crlmov dissimilar steel welding
Shi Z
Enkainwer(xiame electrica and mechanical equiment Co., Ld, Xiamen Fuian 361022, China)
Abstract: Based on 3d finite eleme analysis model of the welding process for T2/12 l Mo the multilayer welding tem
perature distr bution regularity is got. And through the finite element analysis of key problems, judgment and testing to draw
the following experiment results: The results showed that the closer the points from the welding, heating and cooling faster
preheating temperature increase. heating rate and high temperature residence time changed little, but the peak temperature
and the phase transition temperature change over a long residence time; weld line energy increases, tms longer, tys is too
long, to promote grain growth, so toughness is decreased, tws is too short and easy to produce hardened tissue, so the welding
heat input should be strictly controlled
Key words ANSYS; finite element; T2/12cr1 Mov dissimilar metal welding; temperature field; welding thermal cycle
1模型的建立
题,材料的热物理性能随温度剧烈变化,其热传导问
为了提高燃料使用效率、降低CO2排放,电站锅题的控制方程为
炉机组向大容量高温高压发展,以提高蒸汽参数,尤
其是蒸汽温度。目前,马氏体耐热钢T91用于壁温小
at oxox
于等于600℃的过热器、再热器管以及联箱和蒸汽管
道。当使用温度超过600℃,191已不能满足长期安
全运行的要求,192钢在191基础上降低Mo的含量,式中:pc和入分别是材料的密度、比热容和热导率,
加入1.5%-2.0%的W,可用于壁温小于620℃超临它们都是温度?的函数;Q为内热源强度。
界和超超临界锅炉的过热器、再热器管,以及主蒸汽
综合考虑热流和换热两种边界条件,在模拟计算
管道り。从经济角度考虑,在温度低于580℃的过热时,将有限元模型周围表面定义为换热边界条件,通
器、再热器管低温部分仍然采用传统的珠光体耐热钢过随温度变化的散热系数( mpdata,hf)施加到模
12Cr1MoV、1 5crlmov、10clMo910等。目前,对于型上。
192的焊接性问题尚未完全解决2,至于192
1.2有限元简化模型
12r1MoV、15 Cri Mov、10Cr1Mo910等异种钢焊接研
以平板对焊为研究对象,焊缝位于平板中间。几
究报道较少。采用大型通用有限元软件 ANSYS软件
何形状和载荷分布关于焊缝中心处x-z平面对称。
对192与12Cr1MoV异种钢焊接温度场进行了数值
模找,得出焊接过程的瞬态温度场和熟循环曲线,分焊维两侧分别2和12cMo焊接温度扬数值楼
析了预热温度、焊接线能量对焊接热循环的影响。
几何模型尺寸为90x60x6(m)。焊接方法为手工
数学模型的建立
电弧焊,采用打底焊和謐面焊两道焊。
焊接过程加热温度高、高温停留时间短、冷却速
采用8节点热单元 Solid0对3D几何模型进行
度快,随着热源的移动,温度场随时间和空间剧烈变有限元划分。考虑到两边材料热物理性能参数的差
化。因此,焊接温度场分析属于高度的非线性瞬态问异,可能收敛性较差,采用了均匀的网格划分,并且将
收稿R期:2010-07-12
作者简介:史志伟(1994-),男,福建仙游人,工程师,主要从事大型钢结构焊接工艺制定,焊接质量的控制工作。