汽輪機(jī)隔板外環(huán)多層多道焊焊接變形數(shù)值模擬.pdf

1、汽輪機(jī)在電廠設(shè)備中起著無(wú)可替代的作用，它是電力工業(yè)的心臟。隔板是核電機(jī)組通流主要部件之一，起到固定靜葉和阻止級(jí)間漏氣的作用，能保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)型和安全性?？紤]到隔板的運(yùn)行環(huán)境，為提高隔板外環(huán)的抗水蝕能力，工藝設(shè)計(jì)上要求在外環(huán)的進(jìn)汽側(cè)、出汽側(cè)汽封處堆焊不銹鋼耐蝕層。哈爾濱汽輪機(jī)廠針對(duì)隔板堆焊時(shí)的典型結(jié)構(gòu)形式，制作了能夠表征隔板外環(huán)結(jié)構(gòu)的小型物理實(shí)驗(yàn)件并進(jìn)行堆焊。本文運(yùn)用有限元分析軟件MARC，首先對(duì)實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)調(diào)整參數(shù)縮小與實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果之間的差距，然后應(yīng)用調(diào)整后的參數(shù)對(duì)隔板外環(huán)的堆焊過(guò)程進(jìn)行模擬。
　　實(shí)驗(yàn)件焊接變形數(shù)值模擬結(jié)果表明：焊后母材處的位移小，襯板處的位移大且存在明顯的梯度分布；襯板上隨著與焊縫之間距離的增加，位移逐漸增大，最大位移位于收弧端的襯板外邊緣處且主要由 Y向位移體現(xiàn)，其值為17.1 mm。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)：兩者在焊接角變形具體數(shù)值方面存在一定的偏差，但是這個(gè)偏差是在允許的范圍之內(nèi)的（10％以下）。另外，文中還設(shè)計(jì)采用從兩

3、端向中間的焊接順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)件的堆焊，發(fā)現(xiàn)此時(shí)最大位移位于實(shí)驗(yàn)件的中部，其值為12.8 mm。相比從頭到尾的焊接順序，最大位移減小25.1％。這是由于從兩端向中間焊接時(shí)，溫度場(chǎng)相互重疊，溫度梯度小，進(jìn)而焊接變形得到減小。對(duì)比兩種焊接順序下實(shí)驗(yàn)件首端和末端的角度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，采用從兩端向中間的焊接順序只影響實(shí)驗(yàn)件末端的角變形，而對(duì)首端的角變形沒(méi)有影響。
　　隔板外環(huán)焊接變形的數(shù)值模擬結(jié)果表明：采用先焊內(nèi)圓再焊外圓的順序時(shí)，總的節(jié)點(diǎn)位移為7