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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:1801

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(jie)過程的加熱(re)和(he)擠(ji)壓分(fen)段模擬方法(fa)。首(shou)先基(ji)于有限元軟件ANSYS對電(dian)磁感(gan)應(ying)加熱過程進行模擬(ni);利用獲取的焊接點溫度場在有(you)限元軟件DEFORM中(zhong)建(jian)立擠(ji)壓(ya)模型,利(li)用(yong)該擠(ji)壓(ya)模型實現對擠(ji)壓(ya)過程的模擬(ni)。

(2)提出毛刺(ci)(ci)形貌特(te)征值概念(nian),建立特(te)征值判據(ju)。確(que)定毛刺(ci)(ci)的(de)高度和寬度并定義毛刺(ci)(ci)形貌特(te)征值高寬比K,發(fa)現特征值K可直觀(guan)反映毛刺的擠(ji)壓程度。分析(xi)特征(zheng)值(zhi)與(yu)外毛刺殘余應力極大值(zhi)數據,證明兩者呈現(xian)正相關關系。根據判斷管(guan)坯焊接質量的溫(wen)度條件(jian),確定特征(zheng)值(zhi)范圍0.43~0.49為(wei)特(te)征(zheng)值(zhi)判據。該判據可以(yi)作為(wei)生產過程中質量的(de)在線判斷依據

(3)采用(yong)X射(she)線衍射(she)法(fa)對(dui)(dui)工廠生產(chan)的(de)管坯進(jin)行殘余應力值測(ce)(ce)量,與模(mo)擬結(jie)果(guo)進(jin)行對(dui)(dui)比(bi)以實現對(dui)(dui)模(mo)擬結(jie)果(guo)進(jin)行驗(yan)證。對(dui)(dui)比(bi)發現模(mo)擬結(jie)果(guo)和實際測(ce)(ce)量值一致,驗(yan)證了(le)本文數值模(mo)擬結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確性。

本文雖然(ran)在研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)過程中取得的(de)階段成果,但是對于高(gao)頻直縫電阻焊管焊接擠壓(ya)過程的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)以(yi)及(ji)后續應用還存(cun)在進一(yi)步研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)和完善的(de)空間,主要體現在以(yi)下兩個方面:

(1)本文提出用于機(ji)器視覺在線(xian)判(pan)斷(duan)焊接質量的判(pan)據,但是由(you)于實際生產過程存(cun)在高(gao)溫、水汽等復雜環境以及(ji)外(wai)毛刺頂部“傘帽”的存(cun)在,加(jia)大了后續機(ji)器視覺測量特征值的難度。因此如何采用視覺設(she)備準確(que)無偏差地在線(xian)提取焊管外(wai)毛刺的高(gao)度和寬(kuan)度尺寸是急需研究的一個(ge)重點問題(ti)。

(2)由(you)于DEFORM有限元軟件的限制,無法模擬焊(han)接過程高(gao)溫區(qu)域熔融金(jin)屬(shu)的三維流動過程,該過程對于(yu)特征值計算(suan)的影響雖然較小,卻是提高(gao)特征值計算(suan)精準(zhun)度不(bu)可(ke)逾越的鴻(hong)溝。以及(ji)殘余應(ying)(ying)力(li)包括熱(re)應(ying)(ying)力(li)、變形應(ying)(ying)力(li)以及(ji)組(zu)織應(ying)(ying)力(li),而本(ben)文(wen)僅(jin)考慮(lv)了作為主要(yao)部分的前(qian)兩者,對于(yu)組(zu)織應(ying)(ying)力(li)耦合(he)的進一(yi)步研究還需繼續探索。

本文標簽:焊管 

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