换热器管子与管板焊接接头残余应力数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对换热器管子与管板焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头残余应力的分布规律,比较了伸出角接头和内角接头的优劣.计算结果表明,内角接头残余应力比伸出角接头小.最大径向应力出现在管板表面的热影响区,对管板表面裂纹有主要影响.最大环向应力出现在焊缝根部,对管子与管板连接失效影响较大.相邻两换热管之间,由于后面换热管的焊接加热作用,使前面管子焊缝局部应力值下降,有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性.研究结果为优化换热器管子与管板的焊接工艺、控制残余应力提供了理论依据.     

TA2薄壁钛管双TIG焊温度场和残余应力分布对接头组织性能的影响

针对纯钛TA2薄壁管的钨极氩弧焊(TIG)高速焊接时出现的咬边、驼峰等成形缺陷,以及焊接效率低等问题,提出采用双TIG焊接工艺,可有效提高焊接速度,改善焊缝成形的解决措施。同时采用ABAQUS对两种焊接方法建立焊接热弹塑性有限元模型,对比分析焊接温度场和焊后残余应力分布,并进一步对焊接TA2薄壁钛管进行显微组织分析及力学性能测试。试验结果表明:模拟所得的两种接头的焊缝轮廓尺寸与实际接头相近,双TIG焊接时焊缝中心温度低于TIG焊接,且双TIG焊缝附近Von Mises应力大于200 MPa的宽度小于TIG焊缝,焊后稳态时焊缝中心的Von Mises应力相近。双TIG焊缝中心及热影响区显微组织比TIG焊细小,两种接头的各项力学性能和耐海水腐蚀性能均满足相关标准要求。φ19 mm×0.7 mm的TA2钛管在获得良好焊缝成形的条件下,采用双TIG焊接工艺的焊接速度可达5 m/min。与TIG焊接工艺相比,生产效率大为提高,基本实现焊缝零缺陷。     

大型钛-钢换热器复合板焊接技术和质量评价

介绍了大型换热器钛-钢复合板焊接接头的形式、焊接工艺、热处理工艺及质量评定方法。采用渗透探伤、氦气检漏、热气循环、超声波检测等方法对焊缝及设备的整体性能进行评价,可以准确地对钛焊缝的质量进行检测和控制。同时,对设备进行热气循环实验以模拟实际使用工况,达到检测设备耐热性能的目的。     

基于双向强度理论计算钛容器的焊接残余应力

钛板具有明显的正交各向异性和双向强化效应.根据双向强度理论计算焊接钛制压力容器的残余应力,推导出了计算式并结合试验数据进行了计算分析.结果表明,焊接钛容器纵焊缝处的纵向和环向残余应力都达到钛板屈服强度的50%以上;而环向端焊缝处的纵向和环向残余应力则很不均匀,数值差别较大,某些测点甚至出现负值.对比钛容器的试验焊缝应力与计算焊接应力,可见其最重要的环向应力基本一致,最大差别在15%以内,说明文中的计算方法符合钛容器实际.     

核电热交换器用耐蚀钛焊管制备工艺研究

采用"W+双半径"反弯成型方法将钛带弯曲成型,用非熔化极钨极氩弧焊进行焊接,试制出规格为?25.4 mm×0.5 mm的核电热交换器用耐蚀钛焊管。采用金相显微镜、电子万能试验机和氧氮氢联测仪等对试制的钛焊管的金相组织、焊缝宏观形貌、力学性能、工艺性能、化学成分等进行了检测和分析。结果表明:当焊接电流为120 A、焊接电压为11 V时,制得的钛焊管焊缝接头质量最好,化学成分、显微组织和力学性能各项指标均满足核电热交换器用耐蚀换热管的技术要求。     

钛管板自动焊接工艺

某海上平台需要一台生产燃气冷却器,换热管和管板处均采用工业纯钛TA2。管与管板焊接采用自动TIG焊。介绍了钛管板的角接填丝TIG焊接工艺,根据钛的焊接性,选取合理的保护措施以及合适的焊接参数,解决了因空气污染焊缝和近缝热影响区而导致焊接接头脆化的问题,确保了焊接接头质量,对实际生产中钛的焊接具有一定的指导意义。     

换热器管与管板接头焊接残余应力的有限元分析

基于ANSYS平台对换热器伸出管板角接头和平焊接头的焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头的残余应力分布.有限元分析结果表明,接管环焊缝的残余应力分布具有局部性的特点,最大等效应力出现在焊根处.本文焊接条件下管接头环焊缝在焊接热影响区位置上径向为压应力,环向为拉应力,这种径向受压,环向受托的应力状态下更容易引起径向裂纹的萌生和扩展.     

钛制再沸器管板接头焊缝腐蚀开裂的原因及改进措施

钛制再沸器是维尼纶生产厂醋酸精馏系统中的重要设备，使用工况苛刻、复杂，投入使用2年后，发现管板与换热管接头连接处焊缝产生腐蚀开裂。从钛制再沸器的选材、设计、制造、运行状况、使用条件、应力状态等几方面人手，分析管板接头焊缝产生腐蚀开裂的原因是：①工作介质醋酸酐和甲酸含水量低，不能维持钛在沸腾醋酸中的钝态；②在环境介质中，钛制再沸器管板接头焊缝长期受交变应力的作用，导致管板焊缝开裂。提出了避免钛制再沸器管板接头腐蚀开裂的4项措施。     

TC4/Ta-W合金异种金属电子束焊接

对TC4/Ta-W合金电子束焊接进行了研究,采用偏向钽钨合金一侧进行焊接的方式进行分析.电子束焊接接头成形良好,在一定偏束量时焊缝中Ta和W元素含量较高,焊缝组织为以β钛为基的固溶体组织,无脆性化合物生成,存在富钽区和贫钽区.焊缝中元素分布不均匀,在偏束量为0.6 mm时焊缝中含钛相对较多,约为60%,而钽钨母材熔化相...     

蒸糖罐拼接管板的焊接

0　前　　言蒸糖罐是一种大型换热器 ,广泛应用于制糖业。其管板直径达 3ｍ。由于管板的直径较大 ,所以需拼接而成。管板的材料为 16ＭｎＲ ,厚度为 4 0ｍｍ ,管板的拼接焊缝布置如图 1所示。由于板厚、材料及焊缝长度图 1　管板拼接焊缝布置图的影响 ,在焊接过程中 ,势必会出现焊接变形 ,甚至会出现焊缝裂纹。因此 ,必须采取相应的工艺措施以控制焊接变形和焊缝裂纹的产生。图 2　焊缝坡口示意图1　焊前准备焊缝坡口采用双Ｕ形坡口带钝边 ,如图 2所示。焊接时选择ＡＸ7- 5 0 0型直流焊机 ,焊接方法为手工电弧焊 ,选用Ｊ5 0 7Ｈ超低氢型焊条…     

船舶焊接技术对焊接材料、焊接设备及焊接辅器具企业的需求

1 船舶工业的新形势 2006年是中国船舶工业贯彻实施"十一五"计划的开局之年,经各船舶企业的努力奋斗,使船舶工业呈现了持续、稳步、健康的发展势头.主要表现在全国造船完工量达l 452万载重吨,同比增长20%,新承接船订单达4 251万载重吨,同比增长73%.中国造船完工量占世界市场份额的19%,连续12年稳居世界第三,与韩国、日本等先进造船大国的差距大幅缩小;新承接船舶订单占世界市场份额的32%,位居世界第二;手持船舶订单占世界市场份额的24%.表1示出了中国2006年三大造船指标的比较.     

弧焊机器人焊接姿态与工艺参数联合规划

在现有Motoman UP20弧焊机器人系统上进行二次开发,将人工神经网络技术成功地应用于弧焊机器人焊接姿态与焊接工艺参数的联合规划中.利用MATLAB神经网络工具箱对试验数据进行训练和仿真.凭借人工神经网络自学习功能,建立了焊接姿态与焊接工艺参数联合规划数据表.利用MATLAB软件编制程序,自动提取典型的马鞍形焊缝几何位姿,结合已有数据表编制机器人作业程序,进行马鞍形焊缝工件试焊.所得的马鞍形焊缝成形良好,与人工神经网络的仿真结果相吻合.     

管道全位置自动焊机的专用电源及焊接工艺

为实现管道全位置自动根焊,突破了传统的气体保护焊"恒压、等速送丝"系统的电压和送丝速度(即电流)的搭配关系,采用短路能量与燃弧能量自适应调节技术,研制成功专用的电弧能量调节器,通过IGBT的高速开关作用调节短路过渡MAG焊接过程中短路能量和燃弧能量的分配,保证电弧在更低电压、更大电流条件下稳定燃烧,以适应管道全位置根焊在小熔池基础上的高能量输入,实现了长输管线的全位置立向下自动根焊工艺.结果表明,其焊接效率较传统的手工纤维束焊条或TIG焊接工艺打底有明显的提高.     

锅炉焊接中的组合焊接工艺评定方法

焊接是锅炉制造中最重要的加工工艺，焊接质量在很大程度上决定着锅炉的制造质量，为了保证焊接工艺的正确性，保证产品质量，《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中明确规定，锅炉产品焊接前，焊接单位必须按规定进行焊接工艺评定。所谓的焊接工艺评定是对按照既定的焊接工艺规范进行焊接的试件做化学分析及力学性能试验(包括拉伸试验、弯曲试验、缺口韧性试验)，以判断焊接接头能否满足使用性能要求，从而验证所拟定的焊接工艺规范的正确性，并评定施焊单位的能力。     

管道插接相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.设计了2自由度的自动定心手腕机构,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制,建立了专用焊接机器人的运动学模型.针对通用型的相贯线模型,建立了焊枪位置、焊枪姿态和焊接速度的实时控制数学模型.结果表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求.     

带衬垫的管道环焊缝根焊技术及焊接工艺

针对我国长输管线施工中管道环焊缝根焊难的技术瓶颈,采用φ1 219 mm带衬垫的管道气动内对口器与PAW3000双焊炬管道自动焊机配套,进行管道环焊缝根焊技术和焊接工艺研究.分别以铬锆铜和在紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层为衬垫材料进行焊接试验,并与无衬垫焊缝进行比较.结果表明,以这两种材料作为管道气动内对口器的焊接衬垫,采用自动焊接工艺进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形,不但可焊性好,焊缝成形美观,而且具有焊接效率高,焊接质量好等特点.焊接接头的各项性能检测指标与无衬垫相当.     

埋弧螺柱焊机及其在预埋件焊接中的应用

介绍了新研制的埋孤螺柱焊机的性能、特点及其应用范围。使用RSM3-3150焊机焊接的钢筋直径已达到Ф32mm。RSM3-2500已成功应用到国家体育场（北京鸟巢）预埋件Ф20mm钢筋“T型焊”，其焊缝外观、力学性能均达到了有关标准的规定。并进行了宏观金相和金相组织的检查。     

A-TIG焊接熔深增加机理

活性化氩弧焊(A-TIG)焊接方法与传统TIG焊相比,具有明显的熔深增加作用.模拟了Nimonic 263 A-TIG焊接流场温度场,并对试验与模拟焊缝形状进行了对比.结果表明,同一焊接电流下,与TIG焊缝相比,A-TIG焊缝的熔深较深而熔宽较小.随着焊接电流的增加或者焊接速度的降低,A-TIG焊缝熔深呈线性增加,且比TIG焊的熔深增加效果明显.通过分析流体流动方式,进一步推测了A-TIG熔深增加机理:熔池内液体流动方式是熔深增加的主要原因,熔池中心处液体的流速明显高于熔池边缘,中心由外向内的环流为熔池内液体流动的主导方向.这个方向的环流将高温液体带到熔池底部,使熔池底部的熔化速度较熔池边缘有了明显的增加,且随着焊接电流的增加,熔深增加效果也不断提高.     

内孔焊接头焊接工艺评定的实施

1 问题的提出 内孔焊接头是一个全焊透的接头,没有缝隙,没有应力集中点,该结构是提高换热管与管板连接焊缝抗应力腐蚀能力和间隙腐蚀能力的重要途径.在某苯乙烯装置中的进出料换热器上管板与换热管的连接便采用了内孔焊结构(图1).该换热器为立式结构,总高度为9321mm,总重为29540 kg,管板材质为F304HⅣ,规格为δ=100 mm;换热管材质为TP304H,规格为φ31.75 mm×2.11 mm,数量1932根.为了保证内孔焊接头的使用性能符合要求,需要按相关标准进行焊接工艺评定.由于该结构的特殊性,其焊接工艺评定既不可以按照GB151附录B<换热管与管板接头的焊接工艺评定>执行,又不能完全按照JB4708<钢制压力容器焊接工艺评定>执行.经过与设计人员协商并征得国外工艺人员的确认(该装置工艺包采用的是Shaw Stone & Webster International,Inc工艺),最终确定了内孔焊接头工艺评定的检验要求.