天然气管道在役焊接熔池流动行为及成形研究

为解决天然气管道在役焊接安全性评价中焊缝几何形状不易控制的问题，探明工艺参数对焊缝参数的影响规律，基于Fluent软件建立了天然气管道在役焊接过程中焊缝熔滴下落、与熔池混合、焊缝温度场-流场动态演变过程的三维动态模型，分析了焊接电流、管壁散热系数对熔池温度场、流场及焊缝几何参数的影响。结果表明，随着焊接电流的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐增加，焊缝高度逐渐降低；与焊接电流110 A相比，焊接电流为170 A时焊缝宽度、熔池深度分别增加了4.92%和28.39%，焊缝高度降低了16.77%；而随着散热系数的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐减小，焊缝高度逐渐增加；与散热系数620 W/(m²·℃)相比，散热系数为2 320 W/(m²·℃)时焊缝宽度、熔池深度分别降低了3.39%和9.28%，焊缝高度则增加了5.27%；散热系数对焊缝参数的影响程度由大到小依次是熔池深度、焊缝高度、焊缝宽度。研究结果可为在役管道现场焊接应用提供理论参考。