Monel-400合金焊接温度场的数值模拟.pdf

2010年6月 内蒙 古 科 技 大 学 学 报 June，2010 第29卷第2期 JounlalofInnerMongoliaUniversityofScienceandT Vo1．29，No．2 文章编号：1004一·9762(2010)02—0188一o4 Monel-400合金焊接温度场的数值模拟 刘轶暄，李慧琴，麻永林，邢淑清，陈重毅 (内蒙古科技大学 材料与冶金学院，内蒙古 包头 014010) 关键词：Monel-400合金；数值模拟；温度场 ， 中图分类号：TCA57．19 文献标识码：A 摘 要：对Monel-400合金圆桶轴向焊接的温度场进行有限元分析，采用 ANSYS大型通用有限元分析软件，利用 APDL语言进行数值模拟计算．从焊接温度场方面，对圆桶轴向焊接过程的数值模拟进行了分析讨论．为以后焊接 应力应变的模拟计算及分析奠定了基础． Thenumericalsimulationofweldingtemperaturefield ofmonel-400 alloy LIU Yixuan，LIHuiqin，MA Yong—lin，XIN Shu-qing，CHEN Zhong-yi (MaterialandMetallurgySchool，InnerMongoliaUniversity。fSeienceandTechn。1。gY，Baot。u014010，China Keywords：Monel-400alloy；numericalsimulation；temperaturefield Abstract：Monel-400alloycylinderlonffttudinalweldtemperaturefieldwasanalysedbyfiniteelementmethod．Aprogramwasdevel· opedwithAPDLlanguagesupposedbyANSYSso,ware．Therightcylinderaxialnumericalsimulationofweldingprocesswasanalyzed anddiscussedinregardtotheweldingtemperaturefield，whichmaylaythefoundationforthesimulationandanalysisofthesubquent weldstressandstrain． ， Monel-400合金是镍基合金，镍的质量分数为 计算过程中，本文采用了ANSYS的生死单元技术， 63％，铜的质量分数为25％，是一种单相奥氏体合 线性化处理远离焊缝区．最后通过计算结果可以得 金，并且该合金的抗腐蚀性强，尤其在 中高温的强 出整个焊件的温度场分布，即各个节点的温度随热 酸、强碱中表现出了良好的耐腐蚀性．该合金的另一 源移动的变化情况． 个重要特征是不容易产生应力腐蚀裂纹，切削性能 1 有限元模型的建立 良好．随着近几年该合金在核工业、航空等领域的用 途越来越广，其 中自然会遇到一些焊接方面的问 实体模型尺寸：外半径 =100mm，内半径 = 题 lj．由于该合金的物理性能，如导热性和液体时 90mm，壁厚=10mm，圆桶长 =50nlm，焊缝坡 口底 流动性与普通钢有很大的差异，在焊接后会 出现气 部进行 1．4mm的打底焊，焊接道次为3道次，焊接 孔、未焊透、未融合等宏观缺陷，给焊缝的性能带来 速度为5mm／s，实体模型如图1所示． 不良的影响 ．本文通过对 Monel-400合金圆桶轴 为了节省计算时间，把实体模型分成3个区：焊 向焊缝温度场的分析，进而为以后的焊接应力应