異種耐熱鋼管接頭焊接數(shù)值模擬.pdf

1、異種鋼焊接接頭在火電站鍋爐管道中大量存在，在電廠工作環(huán)境中，往往將奧氏體耐熱鋼與珠光體耐熱鋼或者馬氏體耐熱鋼焊接在一起，這些異種鋼焊接接頭存在著成分和組織相差較大的熔合界面,由于界面兩側材料的物理性能不匹配，熱膨脹系數(shù)、導熱系數(shù)存在明顯差異,因而將在焊縫及熔合區(qū)界面區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較大的熱應力;同時，異種鋼焊接接頭由于材料的熱膨脹特性不同、相變的影響、碳的遷移，而在焊縫及附近引起較大的相變應力，從而在異種鋼接頭的某一側出現(xiàn)局部薄弱區(qū)域。

2、>　　利用SYSWELD對HR3C/T91和HR3C/12CrMoV異種鋼管的焊接過程進行三維有限元數(shù)值模擬，對其焊接過程中的溫度場以及瞬態(tài)熱應力場的分布規(guī)律以及冷卻過程中的溫度場和焊接殘余應力場進行分析，對相變應力和熱應力同時作用的殘余應力場的分布規(guī)律進行研究。
　　通過對焊接過程以及焊接冷卻過程的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)對于HR3C/T91異種鋼管接頭，在 T91一側熱影響區(qū)峰值溫度較高，遠縫區(qū) HR3C峰值溫度較高。而對于HR3C/12

3、CrMoV異種鋼管接頭，12CrMoV鋼一側熱影響區(qū)及遠縫區(qū)峰值溫度都要高于HR3C鋼，同時12CrMoV鋼一側溫度下降速率也更快。
　　HR3C/T91異種鋼管接頭的殘余應力其內(nèi)表面環(huán)向殘余應力呈現(xiàn)中間受拉，兩端受壓的分布規(guī)律，母材邊緣區(qū)域基本不受殘余應力作用。最大應力出現(xiàn)在T91一側，最大值為270MPa，HR3C鋼一側應力值較小僅為180MPa。整條焊縫的軸向殘余應力均呈拉應力，但是由于中部應力小，所以在焊接起始位置（終止位

4、置）處受拉且拉應力數(shù)值較小，僅為60MPa，軸向殘余應力最大值為280MPa。
　　HR3C/12CrMoV異種鋼管接頭的殘余應力內(nèi)表面環(huán)向殘余應力焊縫呈拉應力，兩側熱影響區(qū)呈現(xiàn)壓應力，由于兩側母材比容相差不大，基本呈對稱分布。環(huán)向殘余應力最大值出現(xiàn)在焊縫處為拉應力，最大值為270MPa。HR3C鋼一側為壓應力，數(shù)值為150MPa。外表面軸向殘余應力都為拉應力，最大值為260MPa。
　　最后利用盲孔法對HR3C/T91,H