火焰筒襯套組件焊接變形分析及控制.pdf

1、環(huán)形薄壁焊接結構在生產(chǎn)實踐中有著廣泛的應用?，F(xiàn)代飛機、宇航飛行器、燃氣輪機的燃燒室部件，都是由薄板型材或沖壓件經(jīng)過不同焊接方法制造而成的。焊接過程中產(chǎn)生的變形對這些部件甚至整體的質(zhì)量都有重要的影響。因此，研究薄壁結構焊接過程中的變形規(guī)律及其控制方法，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強產(chǎn)品的市場競爭力，具有重要的意義。 本文從焊接變形分析的角度出發(fā)，以鎳基耐熱合金(HastelloyX)、鎳基耐熱合金(Nimonic263)及鈷基耐熱合金(F

2、SX-414)材料組成的某機火焰筒襯套組件上對接、角接、塞焊典型焊縫的焊接為例，對其焊接變形的特點以及控制措施進行了深入探討。環(huán)形結構焊接變形的控制難度要遠遠高于普通的平板對接焊縫，因此對這種結構的焊接變形進行深入研究并提出相應的控制措施十分重要。 本文統(tǒng)計了在現(xiàn)行工藝下火焰筒襯套組件焊接變形的基本規(guī)律：內(nèi)環(huán)與馬鞍焊接產(chǎn)生的橫向收縮變形，使內(nèi)環(huán)圓度變形可達1mm；外環(huán)與耳片焊接產(chǎn)生縱向收縮變形，使耳片焊接處外環(huán)向內(nèi)塌陷0.8mm

3、；角變形使耳片高度尺寸變形最大可達到1.6mm。這些焊接變形嚴重超出零件的精度要求。 采用有限元分析軟件ANSYS模擬火焰筒襯套組件焊接過程，模擬了馬鞍與內(nèi)環(huán)焊接過程的溫度場及變形情況；模擬結果表明：徑向的最大變形為0.494mm，而在其對應的180°處變形為0.756mm。通過理論計算在內(nèi)環(huán)與馬鞍焊接后徑向最大的變形為1.25mm，與實際焊后測量結果相符合。 采用反變形及剛性固定法，有效地控制了焊接變形。通過使用焊接夾