MONEL-400合金CMT焊數(shù)值模擬研究.pdf

1、Monel-400合金是一種鎳基耐蝕合金,在寬溫區(qū)(至1000F)具有優(yōu)良的耐還原性介質(zhì)腐蝕的能力,被廣泛應(yīng)用于石油化工、核工業(yè)、國防工業(yè)等尖端工業(yè)中。該合金材料作為重要的零部件,其焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量直接影響到整個(gè)容器的壽命,而焊接溫度場、應(yīng)力場和焊后變形對(duì)焊接質(zhì)量的影響非常重要。
　　為了更好的掌握Monel-400合金焊接溫度場、應(yīng)力場的變化規(guī)律,為提高合金材料抗應(yīng)力腐蝕能力提供依據(jù),文本利用Gleeble-1500D熱模擬機(jī)對(duì)M

2、onel-400合金及熔敷金屬進(jìn)行了高溫力學(xué)性能試驗(yàn),獲得了該合金的高溫性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,通過ANSYS有限元分析軟件建立了Monel-400合金平板和圓筒CMT對(duì)接焊模型,采用間接法以生死單元技術(shù)和體生熱率法加載計(jì)算,獲得了該合金的焊接溫度場及應(yīng)力場結(jié)果。
　　通過分析Monel-400合金高溫力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果,得到了該合金在不同溫度下的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量,并得出該合金在600℃~800℃溫度區(qū)間存在“熱脆”區(qū),在

3、900℃時(shí)塑性最好,斷面收縮率達(dá)到60.05％。
　　通過分析Monel-400合金平板CMT溫度場和應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果可以得出:焊縫區(qū)最高溫度出現(xiàn)在第二道次為1580℃,其t8/5為0.68s;焊縫中心最大縱向拉應(yīng)力可達(dá)到261Mpa;焊后焊件末端產(chǎn)生了2.2mm的變形。相比Monel-400合金平板普通對(duì)接焊,CMT對(duì)接焊最高溫度較普通對(duì)接焊最高溫度降低了42%,由兩者的殘余應(yīng)力分布也可以得到,在相同位置通過CMT焊接可以獲得較小