压滤机,是对物料进行加压过滤的化工设备,它在食品、制药、化工等行业广泛应用,其核心部件压滤板框结构是由一些大尺寸且结构不一的钢板焊接而成的。在实际的焊接过程中由于铝板结构整体受热不均匀等一些列原因会使其发生收缩弯曲变形,而过大的焊接变形会对构件装配造成一定影响,降低其过滤腔室的密封性。目前,国内外在工业生产中主要是通过刚性固定法和对焊接工艺的不断优化来控制并减小其焊接变形,其中刚性固定对焊接变形的抑制效果最为明显,但过多的刚性固定也会造成结构件残余应力的增大,不利于安全生产,而焊接工艺的优化则需要大量的实验验证,极大提高了生产成本。本文针对华威公司压滤机不锈钢板框在焊接过程中出现的变形问题进行一系列的数值模拟研究,主要的研究内容包括:(1)根据滤板焊接要求,结合实际焊接工况,对焊接热源参数进行微调,采用SYSWELD中热源向导模块对多种热源进行校核,筛选出符合压力容器生产要求的42组热源数据,以热弹塑性有限元理论为基础,利用Visual weld将其分别加载于三种不同类型的焊缝上(对接立焊缝、角焊缝、对接焊缝),求解得到对应不同焊接热源结构件各个方向上的变形数据。(2)分析整理不同热源下的焊缝变形数据,总结出焊接电流、电压、速度对焊接构件变形的影响规律,发现焊接电压对其焊接变形的影响最为明显,为实际生产中筛选出合适热源,控制焊接构件的变形提供了一定的理论指导依据。(3)设定了两种不同的滤框结构并分别对其设定不同的焊接顺序进行数值模拟,发现在优先进行对接立焊缝焊接时的焊接变形较小,并且未进行加工的梯形截面结构的滤框焊接变形小于带圆弧倒角和减荷槽横截面结构的滤框。(4)在Visual mesh中建立压滤板框有限元模型,确定固有应变的作用范围,以固有应变理论为基础,利用Weld planner设定不同的焊接顺序,焊缝分段,刚性固定区域,分别进行求解,发现焊接顺序7的总体变形最小,刚性固定可以显著减小焊接变形,但同时也会不断加大结构件表面的应力分布。