基于有限元分析軟件的倉泵焊接研究與應(yīng)用.pdf

1、倉泵多數(shù)在高溫高壓下運(yùn)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(shè)備。因此，倉泵的焊接接頭必須具有較高的強(qiáng)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(dá)環(huán)保集團(tuán)公司生產(chǎn)低壓容器中的一個(gè)主要品種，是氣力輸送環(huán)保配套設(shè)備的關(guān)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(qiáng)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(guān)鍵問題。
　　本論文通過對(duì)倉泵殼體15CrMoR鋼的化學(xué)成分和性能分析、焊接裂紋敏感性計(jì)算、裂紋敏感機(jī)理分析及焊接工藝可行性分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定了課題研究目標(biāo)是以MAG氣體保護(hù)焊打底、填充，埋弧焊蓋面的組合焊法為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。采用ANSYS系統(tǒng)對(duì)倉泵焊接溫度場(chǎng)和焊接應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，建立了基于ANSYS軟件系統(tǒng)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的有限元分析模型，針對(duì)不同時(shí)刻焊接溫度場(chǎng)分布，焊接應(yīng)力場(chǎng)中殘余應(yīng)力的變化進(jìn)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(xué)依據(jù)。
　　在倉泵焊接應(yīng)用研究中，采用了不同的預(yù)熱溫度、焊接電流、焊接速度及線能量進(jìn)行施焊，對(duì)焊接接頭焊縫進(jìn)行X射線探傷，力學(xué)性能試驗(yàn)，達(dá)到JB4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅱ級(jí)要求，焊縫外觀達(dá)到GB50236-98《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅰ級(jí)要求。通過對(duì)接頭金相組織進(jìn)行分析，焊縫組織為細(xì)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(jié)果表明：倉泵焊接填充材料是H13CrMoA，要求焊前預(yù)熱溫度為150～180℃，打底層、填充層MAG氣體保護(hù)焊保護(hù)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(jìn)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