稳压器安全端接管表面堆焊工艺参数虚拟研究

利用有限元数值模拟方法研究稳压器安全端接管表面堆焊实验中焊接工艺参数对焊接应力的影响,并进行虚拟焊接工艺设计。运用ANSYS软件建立某核电厂稳压器安全端接管表面堆焊修复的数值模型,比较分析不同焊接电流、焊接速度对焊接应力的影响。结果表明:在虚拟焊接分析研究范围内,焊接电流越大,原管道内的焊接压应力越大;焊接速度越大,原管道内的焊接压应力越小。     

模块化小堆Inconel690/321异种金属接头残余应力有限元分析

使用ANSYS有限元分析软件,建立模块化小堆中Inconel690/321异种金属接头的二维有限元模型,模拟其焊接过程的温度场和应力场,获得了焊接接头的残余应力分布。结果表明,焊缝根部产生较大的径向残余压应力,而径向残余拉应力主要集中在焊缝外表面;环向残余拉应力集中分布于最后一道焊缝及紧邻两侧,拉应力值低于材料的抗拉强度;距离焊缝较远的母材的残余应力几乎为0。     

核电管道安全端异种金属焊接接头表面堆焊的有限元分析

根据热弹塑性有限元分析原理,建立核电管道异种金属焊接接头表面堆焊修复的有限元模型。应用ANSYS软件模拟某核电厂稳压器安全端接管堆焊修复试验过程,计算分析焊接温度场和应力场及焊接残余应力。结果表明,焊接过程中的不均匀热过程直接引起了复杂的应力状态。焊接过程中,环向应力变化比轴向应力快,环向残余应力比轴向残余应力大。堆焊后,在原管道内表面原焊缝附近形成了压缩残余应力,沿半径方向残余应力由拉应力逐渐向压应力过渡。     

基于XRD的Inconel 690和321不锈钢异种金属焊接残余应力测试与分析

某小型反应堆的异种金属环形焊接接头经由一百余道焊接后,会出现残余应力累计、变形严重等问题,影响焊接接头的抗应力腐蚀、抗疲劳破坏性能。采用X射线衍射法对该焊接接头表面残余应力测试,获得了环向、径向残余应力分布规律。结果表明:接头表面环向、径向残余应力基本呈现出拉应力状态,分布类似抛物线形状,呈现出中间高、两边低的形态;由于奥氏体不锈钢母材侧熔合线为典型的异种金属焊接区域,残余应力梯度明显偏大,焊缝有柱状晶的存在,焊缝中心处亦存在较大的应力梯度。     

Inconel 690/321不锈钢异种金属焊接接头静强度可靠性评估

基于实测的应力和强度数据，对Inconel 690/321不锈钢异种金属焊接接头开展静强度可靠性评估，应用应力强度干涉模型研究了焊接接头的静强度可靠度，以及焊接接头的可靠性安全系数。结果表明，在应力和强度服从正态分布的情况下，水压试验工况中焊接接头的静强度可靠度为0.999 93；另一方面，在焊接接头可靠度指标R=0.999 9条件下得可靠性安全系数为1.1。基于实测数据建立的焊接接头静强度可靠性评估方法，可以推广应用于类似焊接接头的强度设计与评估，达到安全系数精细化设计、结构减重的目的。