316L不锈钢管焊接过程中热源具有热量集中、瞬时移动的特点,作用在316L不锈钢管焊接结构上的温度场具有空间→和时间梯度,结构温⌒度场的梯度是形成316L不锈钢管焊接残余应力和变形的根本原因。因此在直缝埋弧焊管316L不锈钢管焊接过程的模拟中,温度场结果的精确度直接决定管体316L不锈钢管焊接残余应力计算结果的准确性。

焊缝处热量来自316L不▲锈钢管焊接电弧的加热作用,因此焊缝处的温度场分布由316L不锈钢管焊接热源的热输入量决定,精确求解316L不锈Ψ钢管焊接温度场的前提是对热源模型、传热等条件给予准确描述。

随着有数值模拟技术的不【断进展,直缝埋弧焊管的热源模拟技术在精确程〒度上有了很大提高。ANSYS程序支持单元内部生热的热源模式,即通过对单元☆施加温度载荷,把316L不锈钢管焊接热源的产热转化为焊缝单ω元的内部热生成施加到焊缝上,将有效的热输入量换算成焊缝单元在单位体积、单ω 位时间上的热生成强度。随着对热源模型技术研究的不断深入,学者们提出了一系列的热源计算模式:对于手工电弧焊、钨极氩弧焊等316L不锈钢」管焊接方法,采用高斯分布的函数就可以得到比较满意的结果;对于电弧█冲力效应较大的316L不锈钢管焊接方△法,如熔化极氩弧焊或激光316L不锈钢管焊接,常需要采用双椭球形热源分布←函数。热源模型◣的出现,从数学建模的角度更为精确的描述焊缝温度场,使结果精度有了进一步提高。

本文通过基于ANSYS程序的二次开发,采用高斯热源模◤型对316L不锈钢管焊接热输入过程进行模★拟,基本思路为▽将316L不锈钢※管焊接热源简化为具有某种分布规律的〗热流密度函数,离散化后以热流的形式作为载荷施加到单元上进行温度场计算。