30CrMo板增材再制造的温度场及残余应力

摘要

基于热-弹塑性理论和有限元法,利用Simufact welding软件建立30CrMo板再制造的热力耦合有限元模型,分析预热温度、再制造路径对熔池温度分布、热循环曲线、800℃~500℃冷却时间t8/5以及残余拉应力峰值、沿路径残余应力分布的影响。结果表明:随预热温度的升高,道间温度和t8/5均有大幅增加;与其他再制造方案相比,相同路径再制造、且预热250℃时,道间温度约245℃、t8/5>3.0 s、且差异较小;再制造件的残余应力以X和Y方向为主导,Y方向最大;相同路径再制造、预热温度300℃对应的Y方向残余拉应力峰值最小,交叉路径再制造、预热温度200℃对应的Y方向残余拉应力峰值最小,与不预热相比,峰值分别降低了约8.0%和6.8%;预热300℃条件下,沿路径的残余应力极大值最小,且交叉路径的残余应力极大值略小于相同路径再制造。研究成果可为30CrMo钢零件再制造制预热温度、再制造路径的优选,微观组织和性能的调控提供参考。