水輪機(jī)葉片焊接殘余應(yīng)力與焊接工藝優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，隨著國內(nèi)水電資源的大力投入使用，水力機(jī)組的安全設(shè)計(jì)也越來越受到關(guān)注。通過大量的運(yùn)行實(shí)例，與水輪機(jī)的空蝕空化并列的破壞方式是，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪焊接部位的裂紋破壞。因此，焊接質(zhì)量的好壞直接影響到水輪機(jī)的安全運(yùn)行。
　　本文主要對(duì)水輪機(jī)葉片的焊接工藝進(jìn)行探討。前期結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中的特定工況，先對(duì)水輪機(jī)葉片進(jìn)行流場計(jì)算，將所得結(jié)果施加至葉片的固體域上，對(duì)葉片進(jìn)行受力分析，確定運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)部位。后期應(yīng)用熱-固耦的計(jì)算方法，對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片先進(jìn)

2、行熱分析，再進(jìn)行熱應(yīng)力分析。通過比較四種不同焊接工藝，得到結(jié)論如下：
　　1.水利機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中，其應(yīng)力集中部位為：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片與輪轂焊接處。本文通過四種不同焊接工藝的比較，以尋求降低運(yùn)行過程中危險(xiǎn)部位殘余應(yīng)力的最優(yōu)焊接工藝。
　　2.通過比較第一種和第二種焊接工藝殘余應(yīng)力可得，當(dāng)焊縫的降溫速率較大時(shí)，通過改變施焊順序?qū)τ跍p小焊接殘余應(yīng)力的作用不大。在降溫速率大于材料臨界冷卻速率的情況下，熱源位置的改變對(duì)于焊接前后的

3、界面能改變的影響較小，因此焊接殘余應(yīng)力相差不大。
　　3.焊接過程中，通過減小焊縫降溫速率，有助于減小焊接殘余應(yīng)力。本文選用的焊接水輪機(jī)為 T型焊接接頭。相比于以往的熱處理工藝，大多是在焊接完成后，對(duì)工件進(jìn)行整體回火。本文通過減小焊縫降溫速率，相當(dāng)于在焊接過程中加入回火過程，有效地降低焊接殘余應(yīng)力。
　　4.根據(jù)每種工藝的焊接殘余應(yīng)力曲線可得：在焊縫的熱影響區(qū)監(jiān)測點(diǎn)上，焊接殘余應(yīng)力曲線都是先上升、再下降、最后再上升。這主要是