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API X65管道深水铺设GMAW横向焊接温度场

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焊接学报 2020年第9期41卷 60-68,I0004页

作者：周灿丰陈智焦向东罗雨高辉周珍珍北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617 哈尔滨焊接研究院有限公司哈尔滨150028

为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温... 详细信息

为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温度场分布SYSWELD软件模拟结果与实际焊接过程相符合.建立了焊接温度场测试系统,通过背孔法埋设的热电偶测量了API X65管线钢平板焊接的热循环曲线.测试曲线与SYSWELD仿真曲线具有相同的温度升降趋势,上板节点温度也均明显低于下板节点温度.采用焊缝截面平均热循环曲线作为热源进行了多道焊模拟,并进行了试验.结果表明,多道焊焊接变形是由焊接工艺参数与残余应力释放共同确定的.

关键词： API X65管道 GMAW横向焊接热源模型焊接温度场热循环曲线

FHPP单元成形过程初期阶段的热力耦合分析

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焊接学报 2008年第5期29卷 73-76,80+116-117页

作者：张宝生焦向东陈家庆周灿丰北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心北京102617

摩擦液柱成形(FHPP)是摩擦叠焊的基本单元成形过程,也是影响摩擦叠焊焊接质量的关键环节。采用有限元软件MSC Marc建立了FHPP过程初期阶段的三维有限元热力耦合模型,对同质材料Q235-Q235组合进行了计算。结果表明,在焊接过程中焊棒底端... 详细信息

摩擦液柱成形(FHPP)是摩擦叠焊的基本单元成形过程,也是影响摩擦叠焊焊接质量的关键环节。采用有限元软件MSC Marc建立了FHPP过程初期阶段的三维有限元热力耦合模型,对同质材料Q235-Q235组合进行了计算。结果表明,在焊接过程中焊棒底端摩擦面上的温度呈现沿径向由内向外逐渐升高的趋势,而接触压力的分布则是逐渐渐小。在材料未发生明显塑性变形的状态下提高转速对温度的升高作用显著,但是温度越高,效果越不明显。当材料在高温状态下发生塑性变形时,采用增大轴向力的方式更有利于温度的升高和材料大变形的产生。

关键词：摩擦液柱成形摩擦叠焊有限元法热力耦合分析

2024铝合金圆柱形组合的FHPP试验分析

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焊接学报 2009年第11期30卷 37-40页

作者：陈忠海陈家庆焦向东周灿丰北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心北京102617

在国内首台摩擦叠焊设备上实现了2024铝合金/2024铝合金摩擦液柱成形(FHPP)连接,金属棒消耗段的直径为14 mm,预钻孔深为25 mm,孔径为16 mm,主要研究了转速和保护气体对FHPP成形质量的影响,通过金相显微镜、显微硬度仪等测试手段分析了... 详细信息

在国内首台摩擦叠焊设备上实现了2024铝合金/2024铝合金摩擦液柱成形(FHPP)连接,金属棒消耗段的直径为14 mm,预钻孔深为25 mm,孔径为16 mm,主要研究了转速和保护气体对FHPP成形质量的影响,通过金相显微镜、显微硬度仪等测试手段分析了试样的微观组织性能.结果表明,转速过低导致母材和金属棒无法接合甚至出现马达不能正常工作现象,采用转速为5 000 r/min,进给速度为0.5 mm/s的组合,可得到较好的焊缝;施加保护气体能更进一步改善FHPP的成形质量,接合线较未加保护气体时明显细化,金属棒上端材料和母材达到了良好接合.

关键词：摩擦液柱成形摩擦叠焊 2024铝合金微观组织保护气体

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遥操作干式高压海底管道维修焊接机器人系统

焊接学报 2009年第11期30卷 1-4页

作者：焦向东周灿丰薛龙高辉房晓明北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心北京102617 中国海洋石油工程股份有限公司天津300452

干式高压焊接是既能保证焊接质量又易于实施的海底管道维修方法.基于目前的自动化技术水平和海管坡口制备难度大的现实,提出了基于高级焊工焊接知识和潜水员水下工作技能的遥控海底管道维修焊接策略.研制了一套干式高压环境管道全位置... 详细信息

干式高压焊接是既能保证焊接质量又易于实施的海底管道维修方法.基于目前的自动化技术水平和海管坡口制备难度大的现实,提出了基于高级焊工焊接知识和潜水员水下工作技能的遥控海底管道维修焊接策略.研制了一套干式高压环境管道全位置焊接机器人及其分置于水面母船甲板和水下干式舱的机器人焊接控制系统,研制了分别用于场景、坡口和焊缝的视觉监视系统,以及计算机远程信息采集监控系统,它们与水下干式舱系统一道构成了水下干式管道维修系统.还研究了干式舱充气气体种类、焊接电源特殊性和舱内引弧问题.利用先期在干式高压焊接实验室获得的海管焊接工艺完成了海上焊接维修试验,焊缝质量良好.

关键词：遥操作机器人水下焊接海底管道维修焊接机器人

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深水立管锥形应力节点选型设计研究

中国造船 2011年第A1期52卷 166-171页

作者：周灿丰焦向东曹静沙勇北京石油化工学院能源工程先进连接技术研究中心北京102617 中海油研究总院北京100027

该文针对锥形应力节点在深水立管系统中的应用需要,介绍了适用范围,剖析了结构形式和构件,研究了安装方法,并提出了选型的一般性指导原则。

关键词：深水立管锥形应力节点钛合金焊接

气氛压力对水下高压干法全位置焊缝成形的影响

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机械工程学报 2007年第11期43卷 69-73页

作者：王中辉蒋力培焦向东周灿丰薛龙北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室北京102617

研究水下干焊空气环境压力对全位置打底焊接参数及焊缝质量的影响规律。研究表明,环境压力对焊接熔深有一定影响,在环境压力由0.1 MPa增至0.7 MPa时,平焊时的打底焊电流需相应线性递减,上坡焊、仰焊打底电流在0.1～0.3 MPa范围下降较快... 详细信息

研究水下干焊空气环境压力对全位置打底焊接参数及焊缝质量的影响规律。研究表明,环境压力对焊接熔深有一定影响,在环境压力由0.1 MPa增至0.7 MPa时,平焊时的打底焊电流需相应线性递减,上坡焊、仰焊打底电流在0.1～0.3 MPa范围下降较快,之后变化不大,而下坡焊焊接电流在0.1～0.7 MPa范围内呈平缓下降趋势。环境压力对接头力学性能有较大的影响,随着环境压力的增加,焊接接头的抗拉强度、冲击韧度有下降的趋势,而焊缝和热影响区的硬度有上升的趋势。

关键词：高压 TIG 全位置单面焊双面成形力学性能

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高压下TIG电弧稳定性的研究

中国机械工程 2006年第11期17卷 1191-1194页

作者：王中辉蒋力培焦向东周灿丰吕涛北京航空航天大学北京100083 北京石油化工学院北京102617

分析了影响高压焊接电弧稳定性的因素,建立了高压电弧稳定性破坏的故障树,对故障树进行了定性和定量分析。在此基础上,在自制的高压模拟试验装置中进行了不同压力下TIG电弧稳定性试验,试验表明,在环境压力为0.2MPa、0.4MPa和0.7MPa时,... 详细信息

分析了影响高压焊接电弧稳定性的因素,建立了高压电弧稳定性破坏的故障树,对故障树进行了定性和定量分析。在此基础上,在自制的高压模拟试验装置中进行了不同压力下TIG电弧稳定性试验,试验表明,在环境压力为0.2MPa、0.4MPa和0.7MPa时,选用合理的焊接工艺参数,TIG电弧均能稳定燃烧。

关键词：高压电弧故障树稳定性

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新型材料成形加工技术——摩擦叠焊

焊接学报 2007年第9期28卷 108-111,112页

作者：陈家庆焦向东周灿丰邱宗义栾国红北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心北京102617 中国摩擦搅拌焊中心北京100024

摩擦叠焊是一种新型的固相连接技术,从TWI提出这一概念至今尚不足20年。摩擦叠焊的焊缝由一系列圆柱形或圆锥形组合的摩擦液柱单元成形过程组成,具体包括接触预热、稳定填充、停转顶锻三个阶段,金属棒的转速、轴向力等是影响成形质量的... 详细信息

摩擦叠焊是一种新型的固相连接技术,从TWI提出这一概念至今尚不足20年。摩擦叠焊的焊缝由一系列圆柱形或圆锥形组合的摩擦液柱单元成形过程组成,具体包括接触预热、稳定填充、停转顶锻三个阶段,金属棒的转速、轴向力等是影响成形质量的主要参数。从成形机理上看,摩擦叠焊与摩擦塞焊、摩擦堆焊、嵌入摩擦焊等存在着较大差异。由于该技术在干湿环境条件下都能够获得较好的连接质量,因此在材料成形加工尤其是钢结构水下修复作业方面具有巨大的应用潜力。欧盟国家近10年来已经开展了一系列机理研究和工程化应用研究,目前已经具备了水下连接的商业化作业能力。

关键词：摩擦液柱成形摩擦叠焊连接特性水下维修

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水下高压局部干式自动焊接试验装置控制系统

焊接学报 2008年第10期29卷 65-68页

作者：高辉焦向东周灿丰朱家雷沈秋平余燕北京化工大学机电工程学院北京100029 北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心北京102617 上海核工程研究设计院上海200233

研制了一套用于水下高压局部干式自动焊接试验控制系统。此试验系统采用液压作为动力源,可在由排水罩形成的局部干式空间内进行MIG焊接。此系统采用西门子PLC、压力传感器、行程开关、水下摆心传感器等作为其主要的控制部件。由焊接环... 详细信息

研制了一套用于水下高压局部干式自动焊接试验控制系统。此试验系统采用液压作为动力源,可在由排水罩形成的局部干式空间内进行MIG焊接。此系统采用西门子PLC、压力传感器、行程开关、水下摆心传感器等作为其主要的控制部件。由焊接环境控制、液压驱动自动焊机控制和水下摄像三套子系统构成。此系统可以实现在高压有水环境下远程遥控的局部干式自动焊接。结果表明,此焊接试验装置工作稳定,水下焊接焊缝质量良好。这些研究工作为核电厂水下焊接维修奠定基础。

关键词：水下自动焊接局部干式焊接核电厂焊接维修水下摆心传感器