SUS304不銹鋼催化轉(zhuǎn)換器焊接數(shù)值模擬研究.pdf

1、SCR尾氣凈化系統(tǒng)相比于其它凈化技術(shù)有不可多得的優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。催化轉(zhuǎn)換器是SCR系統(tǒng)的核心部件之一，是尾氣與催化劑在載體上反應(yīng)的支撐體，主要通過(guò)焊接工藝封裝而成。其殼體材料為奧氏體不銹鋼薄板，由于奧氏體不銹鋼具有線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，容易引起焊接變形；同時(shí)，催化轉(zhuǎn)換器的工作環(huán)境較為復(fù)雜，較大的殘余應(yīng)力容易引起應(yīng)力腐蝕裂紋。因此，無(wú)論從產(chǎn)品外觀還是使用壽命上，研究其焊接變形和殘余應(yīng)力以及在工藝上減小封裝時(shí)間，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和

2、生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)使用壽命都具有重要的意義。
　　本文運(yùn)用SYSWELD焊接專用有限元軟件對(duì)工業(yè)上常用的三種不同封裝工藝的催化轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了焊接數(shù)值模擬研究。依據(jù)產(chǎn)品幾何模型，運(yùn)用Visual Mesh網(wǎng)格劃分軟件分別建立了網(wǎng)格模型，通過(guò)對(duì)實(shí)際工藝參數(shù)和工藝特點(diǎn)的分析，建立了簡(jiǎn)化的數(shù)值模型，考慮了材料隨溫度變化的熱物理性能和對(duì)流、輻射換熱邊界條件，給出了各自的焊接溫度場(chǎng)演變歷程和各焊縫及其附近熱循環(huán)曲線，并定量分析了其焊接溫度場(chǎng)分布規(guī)律

3、。同時(shí)實(shí)測(cè)了填入式催化轉(zhuǎn)換器各焊縫附近的焊接熱循環(huán)曲線，與模擬結(jié)果比較，兩者基本吻合，證明了焊接溫度場(chǎng)模擬結(jié)果的可靠性。
　　通過(guò)熱-力單向耦合，將溫度場(chǎng)結(jié)果施加到應(yīng)力場(chǎng)上，依據(jù)焊接熱彈塑性有限元分析理論，考慮到材料隨溫度變化的力學(xué)性能以及材料的應(yīng)變強(qiáng)化，對(duì)三種封裝工藝的催化轉(zhuǎn)換器進(jìn)行應(yīng)力和變形的數(shù)值模擬，并分別對(duì)其進(jìn)行了分析，總結(jié)其殘余應(yīng)力的分布規(guī)律以及各自變形量大小。
　　最后，從殘余應(yīng)力、變形、封裝時(shí)間和焊縫抗熱裂性方