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

来源期刊：机械工程材料2016年第9期

论文作者：王文 周建新 庞盛永

文章页码：31 - 85

关键词：铸钢件;补焊;热力耦合模型;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300MPa,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。