多絲直縫埋弧焊管焊接熱過程數(shù)值模擬及性能預(yù)測.pdf

1、多絲直縫埋弧焊管是陸地、海洋長輸管線的主要管型。隨著國內(nèi)外對能源需求的日益增加以及油氣輸送技術(shù)的發(fā)展,對多絲直縫埋弧焊管的制造提出了越來越嚴格的要求。多絲埋弧焊接技術(shù)作為焊管生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),其工藝參數(shù)的優(yōu)化與控制是影響焊管接頭質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。由于多絲埋弧焊接過程影響因素眾多,僅通過焊接工藝試驗以及經(jīng)驗積累難以適應(yīng)現(xiàn)代焊管生產(chǎn)制造的發(fā)展。本文采用試驗與計算機數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合的方法,對多絲直縫埋弧焊管焊接過程中的焊接熱傳導、焊縫組織演變和

2、力學性能進行了分析。
　　設(shè)計了針對多絲直縫埋弧焊管生產(chǎn)工藝的測溫方案,實現(xiàn)多絲直縫埋弧焊管焊接溫度場的實時測量,可以得到多絲直縫埋弧焊管焊接熱影響區(qū)不同分區(qū)的焊接熱循環(huán)參數(shù),奠定了本文的試驗基礎(chǔ)。基于測溫試驗數(shù)據(jù),分別從解析計算和數(shù)值模擬角度提出了兩種確定多絲直縫埋弧焊管焊接熱循環(huán)參數(shù)的方案。
　　目前多絲埋弧焊接熱源模型的參數(shù)較難依據(jù)實驗直接確定,需要進行大量的反演分析。本課題提出一種通過焊接工藝參數(shù)結(jié)合焊縫熔深,熔寬確

3、定多絲直縫埋弧焊接熱源模型參數(shù)的方法,使得焊縫形貌的模擬計算結(jié)果與實際測量結(jié)果誤差不大于10％。
　　依據(jù)本課題提出的多絲直縫埋弧焊接熱源模型參數(shù)確定的方法,進行了多絲直縫埋弧焊管焊接熱過程的研究,探討了多絲埋弧焊接過程溫度場分布特征,熱循環(huán)變化規(guī)律,對多種壁厚焊管焊接溫度場變化規(guī)律也進行了分析。
　　對多絲埋弧焊接接頭隨機硬度和沖擊韌性進行了統(tǒng)計分析,從統(tǒng)計學角度對焊管接頭質(zhì)量做了分析評價。結(jié)合數(shù)值模擬計算結(jié)果和管線鋼SH