铸钢件窄长缺陷补焊过程中热应力及变形行为的有限元模拟

摘要：

针对铸钢件上窄长缺陷的补焊过程建立了三维瞬态热力耦合模型；采用体积热源模型描述焊接热源输入,考虑了铸钢件内部的导热及其与环境之间的对流换热作用,以及熔化与凝固过程中的潜热；采用Mises准则判断材料的弹塑性状态,认为材料近似服从双线性等向强化的本构模型,并采用生死单元法处理增材过程；对铸钢件三道补焊过程的热应力及变形行为进行了有限元模拟,并用参考文献的结果进行了验证。结果表明：由于热源对基材的预热作用,第二道和第三道堆焊金属的峰值温度比第一道堆焊金属的略有升高；补焊过程中的最大应力可达到300 MPa,接近钢的室温屈服强度,出现在焊缝表面和热影响区附近；由于基材对堆焊金属的强约束作用,铸钢件在补焊过程中的整体变形较小。

关键词：铸钢件、补焊、热力耦合模型、有限元模拟

分类号：TG404(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家数控重大专项项目2012ZX04012-011;材料成形与模具技术国家重点实验室2015年重点自主研究项目

在线出版日期：2016-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：31-37,48