ITER装置环向场线圈盒焊接变形调控数值模拟研究

作     者：张之政 蔡洪能 凌唯一 李振尧 员尔瑾 ZHANG Zhi-zheng;CAI Hong-neng;LING Wei-yi;LI Zhen-yao;YUAN Er-jin

作者机构：西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2023年第15卷第8期

页      码：169-177页

摘      要：目的对国际热核聚变装置中环向场线圈盒AU1段的焊接过程进行有限元数值模拟分析,探究焊接坡口类型和焊接工装对侧板焊接角变形的影响。方法基于ABAQUS有限元计算平台,建立等截面尺寸简化的线圈盒AU1模拟件的有限元模型,通过二次开发移动单元体热源模型实现多层多道焊接模拟。在AU1模拟件的基础上设计对称和非对称的2种焊接坡口,并分析2种坡口结构侧板角变形的大小和规律。通过将防角变形工装抽象为边界条件,实现了该工装的功能,研究了防角变形工装调控焊接角变形的效果。结果非对称坡口和对称坡口结构产生的侧板角变形规律基本相同,但前者的最终角变形为22.5 mm,大于后者的18.1 mm;在AU1结构焊接过程中,当焊接至约76 mm厚度时,角变形先是变化较快,而后逐渐趋于稳定;在焊接至约76mm厚度之前对焊接工装进行调整,可使焊接厚度为280mm时的侧板角变形由同期的22.7 mm降低至4.0 mm。结论移动单元体热源模型很好地平衡了计算效率与准确性,使用对称坡口可以获得更小的角变形,对防角变形工装进行及时调整可以大幅度减小侧板的角变形。

主 题 词：ITER 线圈盒 数值模拟 多层多道焊 焊接角变形 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 082701[082701] 0827[工学-食品科学与工程类] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.08.020

馆 藏 号：203123076...