UOE焊管成形三维有限元模拟

建立了UOE焊管成形过程的三维有限元模型,模拟具有大变形和复杂接触的成形过程,分析板料各个成形段的回弹,获得了不同成形段板料的变形构形、等效塑性应变分布以及成形载荷的变化。研究结果可为UOE工艺设计以及评估成形机组制管能力提供指导。     

大直径不锈钢焊管的UOE生产工艺

介绍了国内第一套大直径不锈钢焊管的UOE生产工艺流程。着重对U成型、O成型、焊接、定径等工序进行了阐述。该厂经过多年实践，不断地改进和完善了成型、焊接工艺及配套设施，使生产能力及产品质量趋于稳定。     

宝山钢铁股份有限公司UOE大直径直缝埋弧焊管生产线正式投产

2008年9月19日，宝山钢铁股份有限公司（简称宝钢）UOE大直径直缝埋弧焊管生产线正式投产。     

UOE焊管翻板机的研制

介绍了自行设计的翻板机在UOE焊管生产线上的应用及效果,简述了该设备的工作机理、设备组成、主要技术参数及主要机构设计。实际应用表明,该翻板机在翻板过程中无冲击和噪音,运行平稳可靠,操作方便,可有效防止外观不合格钢板投入焊管生产。     

我国UOE/JCOE直缝埋弧焊管机组的现状及发展趋势

介绍了直缝埋弧焊管发展的能源市场背景,特别是天然气长输管线的建设促进了直缝埋弧焊管的大发展。统计显示:我国现有UOE/JCOE直缝埋弧焊管机组25套,产能达到540万t以上;在长江三角洲地区密集布局了10套,产能达200万t以上。分析了UOE和JCOE这两类机组的管型和技术特性,以及直缝埋弧焊管机组的比较优势。指出了直缝埋弧焊管发展的方向:产品要多元化,应着力开发高档次和高附加值产品,坚持科学发展的理念。     

直缝焊管(UOE)热煨弯管的弯制试验研究

采用最佳工艺参数,通过弯制工艺试验、力学性能试验、金相及硬度试验,对直缝焊管(UOE)热煨弯管的弯制工艺进行了分析研究,并且得到一些对管道建设有价值的结论。     

焊接过程数值模拟热源模式的比较

焊接热源模式是焊接数值模拟研究的一个重要内容.文中简要介绍了焊接过程数值模拟热源的各种加载模式:高斯分布函数、双椭球分布函数、生死单元方法.针对具体算例,采用3种不同的热源加载模式进行三维焊接温度场的数值计算,并比较不同方法计算焊接温度场结果的差异.结果表明,生死单元方法是一种简单的热源加载模式,其计算效率优于其他2种加载方法.     

X80钢级大直径UOE直缝埋弧焊管的开发及应用

介绍了宝山钢铁股份有限公司采用一贯制制管技术开发的X80钢级Φ1 219 mm系列UOE直缝埋弧焊管的性能特点及应用情况.分析、检测及应用表明,所开发的X80钢级焊管C含量超低、Mn和Nb含量较高且显微组织细小,具有较高的强度、韧性及良好的焊接性,能满足西气东输二线管道工程的技术条件要求.     

预弯工艺参数对UOE焊管O成形的影响

采用有限元分析方法研究了焊管UOE成形技术预弯工艺参数——预弯弧度和预弯半径对O成形的影响。研究发现,预弯工艺可以改善板料O成形后的曲率分布,在预弯弧度大于25°时,O成形后管坯的边缘直边现象得到明显改善。随预弯弧度的增加,O成形后的管坯曲率逐渐趋于均一,但是成形载荷随预弯弧度的增加而增加。预弯半径为焊管名义半径的1.0～1.3倍时,可以获得较好的形状,过大或过小都会使O成形后管坯的曲率沿弧长方向急剧变化。在相同压缩率的情况下,在上述合理的预弯半径范围内所需成形载荷较大,但是在相同变形载荷下,采用上述预弯半径仍然可以优先获得较好的形状。     

不锈钢焊接温度场的三维数值模拟

分别详细分析了焊接热源的三种计算模型即高斯热源模型、双椭圆高斯热源模型及双椭球热源模型的数学表达式与物理特点。利用三维有限元网格划分技术，对工件进行网格划分，并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成，为缩短焊接过程数值模拟时间创造了条件。在此基础上又对其中两种焊接热源模型所建立的温度场进行了计算，得到了不锈钢SUS310材料温度场的分布规律，研究了各种参数对温度场分布的影响，并与工艺试验结果进行了比较，提出了适合三维有限元分析的最佳焊接热源模型。     

高能束焊接数值模拟中的新型热源模型

为准确地模拟出大深宽比的”钉头”状高能束熔池(焊缝)形状,提出了新的旋转Gauss曲面体热源模型,并进行了实际的数值模拟与测量试验。结果表明,与已有的其它热源模型相比,使用新模型可以更准确地模拟焊接温度场。同时,通过对比分析数值模拟结果,可以深入了解新热源与其它已有热源模型的不同特点,有助于正确选择热源模型,进行高效准确的数值模拟。     

结构件焊接温度场和应力应变数值模拟研究进展

随着计算机技术的发展,焊接过程的三维数值模拟技术的研究逐渐成为焊接领域的前沿,受到越来越多的研究者关注。但是焊接结构件的温度场和应力应变场方面的数值模拟,计算量庞大,耗时严重,对计算机配置要求较高,通常要求在保证计算精度的前提下,尽可能地提高计算效率。综合该领域的大量研究成果,重点介绍不同的焊接热源和建模方式对焊接模拟计算结果的影响,在保证计算结果准确性的前提下,运用简化模型的方法可减少计算时间,提高计算效率。     

锆管环焊接头残余应力有限元模拟及分析

应用ABAQUS大型有限元计算软件,建立了锆管单道环焊接头的三维有限元模型,采用热-力顺序耦合、生死单元等技术对锆管焊接的温度场和残余应力场进行了模拟,模拟过程中考虑了相变潜热、材料非线性等因素的影响;研究了不同焊接线能量和不同约束条件对焊接残余应力的影响规律,获得了残余应力分布特征规律。有限元分析显示:焊接等效应力主要存在于焊缝及热影响区,峰值接近锆的屈服强度。环向和轴向应力峰值均达到120 MPa,约为屈服应力的60%。焊件内外壁上,轴向应力对称分布,等效应力大小与线能量大小呈正比,不同约束条件下,等效应力在约束密集方向明显增大。     

厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟

基于ANSYS软件,采用移动旋转高斯体热源函数加载,对12mm厚板铝合金YAG激光-MIG电弧复合焊接进行了温度场有限元数值模拟,模拟中综合考虑了对流、辐射和热传导对焊接热过程的影响,将模拟结果与相同工艺条件下实际的焊接试验结果进行了比较,验证了旋转高斯体热源模型在厚板铝合金复合焊接中的适应性.采用同样的数值模拟热源和试验模拟方法,同样得到了该铝合金5 mm板模拟结果与实际结果相当一致的结论.从而为不同焊接工艺条件下铝合金中、厚板激光-电弧复合焊接焊缝形状和尺寸预测提供了一种有效的途径.     

激光熔覆数值模拟过程中的热源模型

综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型,并对其进行分析比较.指出采用有限元法,利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法.在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了新的激光熔覆热源计算模型.关于激光熔覆热源模型的探讨为建立更加准确的激光熔覆计算模型,深入研究熔覆过程中的应力场与变形场提供帮助.     

激光诱导焊接温度场的数值模拟

提出了激光诱导的概念,建立了激光诱导物理及热源模型,推导了激光诱导移动点热源加热薄板的准稳定状态方程.利用MARC软件对304不锈钢激光诱导焊接温度场进行了有限元分析.选取建立的激光诱导热源模型,进行二次开发编写子程序,实现激光诱导移动点热源的加载.利用高温热电偶实测激光诱导焊接的温度场热循环曲线,将模拟值与实测值进行对比分析,结果表明,模拟值与实测值吻合良好.     

激光熔覆数值模拟过程中的热源模型

综述了几种可用于激光熔覆过程中温度场和应力场数值模拟的热源计算模型，并对其进行分析比较。指出采用有限元法，利用计算软件来实现熔覆过程中热源的添加是目前常用的优选方法。在此基础上考虑到粉末、基体、光源三者的相互作用提出了新的激光熔覆热源计算模型。关于激光熔覆热源模型的探讨为建立更加准确的激光熔覆计算模型，深入研究熔覆过程中的应力场与变形场提供帮助。     

电子束焊接数值模拟新型热源模型的初步探索

旋转高斯曲面体热源模型,能较好的反映电子束焊接深熔焊的特点,但只能得到圆滑的“抛物”形焊缝。作者对此进行了改进,使其能较好的反映常见的“酒杯”形或“钉”形焊缝,并采用了ANSYS软件对平板电子束焊接温度场进行了数值模拟,同时从焊缝形貌及试验测得的热循环曲线进行验证,得到了与试验结果较吻合的温度场计算结果。     

钛合金(TC4)电子束焊接模拟

通过工艺试验,获得了9 mm厚TC4电子束焊接最佳工艺参数;利用有限元软件ABAQUS建立模型.结果表明,模拟焊缝形貌和表面残余应力结果与实测结果具有非常高的一致性,说明了穿透性强的圆锥热源和辐射性强的双椭球热源组成的复合热源能够有效地反应出电子束焊接特点,证明了有限元模型的正确性;进而对模拟结果进一步分析,得到焊缝周围存在较高残余应力,尤其是在焊件内部存在危险的三维拉伸应力状态.