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高頻電阻焊管焊接擠壓過程分析

來源:至德鋼業 日期:2022-05-26 15:21:49 人氣:1460

本文以高頻直縫電阻焊管為研究載體,提出焊接過程的加熱和擠壓分段模擬方法,充分考慮電場、磁場、運動場、溫度場以及應力場等多場耦合過程,對管坯擠壓過程以及殘余應力變化過程進行數值模擬,并結合工廠生產工件進行殘余應力測量,對數值模擬過程進行驗證。本文取得的階段性研究成果體現在以下方面:

(1)建立(li)焊接過程(cheng)的加(jia)熱和擠壓分段模擬方(fang)法。首先(xian)基于有限元(yuan)軟件ANSYS對電磁感應加熱過程進行模擬;利用獲取(qu)的(de)焊接點溫度場在有限元軟件DEFORM中建立擠(ji)壓模(mo)型(xing),利用(yong)該擠(ji)壓模(mo)型(xing)實(shi)現對擠(ji)壓過程(cheng)的模(mo)擬。

(2)提出毛(mao)刺形貌(mao)特(te)征值(zhi)概念,建立(li)特(te)征值(zhi)判據。確(que)定(ding)毛(mao)刺的高度和寬度并定(ding)義毛(mao)刺形貌(mao)特(te)征值(zhi)高寬比K,發現特征值K可直(zhi)觀反映毛(mao)刺的擠(ji)壓程(cheng)度。分析(xi)特(te)征值與外毛(mao)刺殘(can)余應力極大(da)值數據,證明(ming)兩者呈(cheng)現正相關關系。根據判斷管坯焊接質量的溫度條(tiao)件(jian),確定特(te)征值范圍(wei)0.43~0.49為特征值(zhi)判(pan)據。該判(pan)據可以作為生產過程中質量的在(zai)線判(pan)斷依據

(3)采用X射線(xian)衍(yan)射法對(dui)工(gong)廠生產(chan)的(de)管(guan)坯進行(xing)殘余應(ying)力值(zhi)(zhi)測量,與模(mo)擬結果進行(xing)對(dui)比以實現對(dui)模(mo)擬結果進行(xing)驗證。對(dui)比發現模(mo)擬結果和實際(ji)測量值(zhi)(zhi)一(yi)致,驗證了(le)本文數(shu)值(zhi)(zhi)模(mo)擬結果的(de)準確性。

本文雖然在研(yan)究(jiu)過程中(zhong)取得的階(jie)段成果(guo),但是對于高頻直(zhi)縫電阻焊管(guan)焊接擠(ji)壓(ya)過程的研(yan)究(jiu)以及后(hou)續(xu)應用(yong)還存在進一步研(yan)究(jiu)和完善的空間,主(zhu)要體現在以下兩個(ge)方(fang)面:

(1)本文提出(chu)用于(yu)機器(qi)視覺在線(xian)判斷焊(han)接(jie)質量的(de)判據(ju),但是(shi)由(you)于(yu)實際生(sheng)產(chan)過程(cheng)存在高溫、水汽(qi)等復(fu)雜(za)環(huan)境以(yi)及外(wai)(wai)毛刺頂部“傘帽(mao)”的(de)存在,加大了后(hou)續機器(qi)視覺測量特征值的(de)難度。因此(ci)如何(he)采用視覺設備準(zhun)確無偏差地(di)在線(xian)提取焊(han)管外(wai)(wai)毛刺的(de)高度和寬度尺寸是(shi)急(ji)需研究的(de)一個(ge)重(zhong)點問題。

(2)由于DEFORM有限元軟件的限制,無(wu)法模擬焊接過(guo)(guo)程高溫(wen)區域熔融金屬的三維流動過(guo)(guo)程,該過(guo)(guo)程對(dui)于特(te)征值(zhi)計算的影響雖然較小,卻是提高特(te)征值(zhi)計算精準(zhun)度不可(ke)逾越的鴻溝。以(yi)及殘余應(ying)力(li)(li)包括熱應(ying)力(li)(li)、變(bian)形應(ying)力(li)(li)以(yi)及組織應(ying)力(li)(li),而本文(wen)僅考慮了作為主要部分(fen)的前兩者(zhe),對(dui)于組織應(ying)力(li)(li)耦合的進一步研究還需繼續探索。

本文標簽:焊管 

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