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多丝埋弧焊

安装 1997年第5期 40-42页

作者：丁遐飞核工业23建设公司北京065201

本文介绍一种新的焊接方法一多丝埋弧焊。它主要利用一套“多丝埋弧焊装置”，通过适当选择焊丝的根数、直径、排列方式及其它焊接参数，或达到单丝埋弧焊难以实现的焊接效果，或大大提高焊接工效，并且也可获得更高的弧能效率。

关键词：多丝埋弧焊装置弧能效率埋弧焊

加速步长法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数

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焊接学报 2009年第2期30卷 53-56页

作者：郭晓凯李培麟陈俊梅陆皓上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

结合有限元数值模拟和温度测量,运用加速步长法,反演了X70钢在多丝埋弧焊中双椭球热源模型前、后半球长半轴Cfi,Cri(i=1,2,3).结果表明,当双椭球热源模型前、后半球长半轴Cfi=6,6,8mm,Cri=15,20,30mm(i=1,2,3)时,在焊缝附近(表面距焊缝... 详细信息

结合有限元数值模拟和温度测量,运用加速步长法,反演了X70钢在多丝埋弧焊中双椭球热源模型前、后半球长半轴Cfi,Cri(i=1,2,3).结果表明,当双椭球热源模型前、后半球长半轴Cfi=6,6,8mm,Cri=15,20,30mm(i=1,2,3)时,在焊缝附近(表面距焊缝中心10mm和背面距焊缝中心14mm处)计算模拟得到的温度场曲线与实际测量得到的温度场曲线相似,两者的整体误差为0.6158,误差较小,从而证明了加速步长法反演多丝埋弧焊中双椭球热源模型前、后半球长半轴参数的合理性和准确性.

关键词：加速步长法双椭球热源模型多丝埋弧焊

基于APDL的多丝埋弧焊温度场模拟的算法研究

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材料热处理学报 2011年第12期32卷 159-163页

作者：乔桂英王飞韩秀林王旭廖波肖福仁燕山大学环境与化学工程学院河北秦皇岛066004 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司河北青县062658 燕山大学材料科学与工程学院河北秦皇岛066004

焊接温度场的分析是焊接研究的基础,多丝埋弧焊焊接温度场模拟的难点在于热流密度的计算和加载。在考虑了焊丝偏转的情况下,采用双椭球热源模型,并应用叠加原理,使用APDL(ANSYS Parameter Design Language)完成移动热源热流密度加载计... 详细信息

焊接温度场的分析是焊接研究的基础,多丝埋弧焊焊接温度场模拟的难点在于热流密度的计算和加载。在考虑了焊丝偏转的情况下,采用双椭球热源模型,并应用叠加原理,使用APDL(ANSYS Parameter Design Language)完成移动热源热流密度加载计算。在计算程序中采用标量参数而不用数组,保证其在一次循环中完成计算工作,从而避免了大量数值存储、调用、循环造成的计算量过大。通过三丝埋弧焊直缝管焊接温度场计算和焊缝形状对照结果表明:该方法的计算精度能够达到预计的精度,可以用于多丝埋弧焊焊接温度场的计算。

关键词：多丝埋弧焊温度场双椭球热源算法

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多丝埋弧焊当量线能量分析

热加工工艺 2021年第23期50卷 130-134,145页

作者：毕宗岳牛辉刘斌余晗韦奉李霄宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院陕西宝鸡721008 国家石油天然气管材工程技术研究中心陕西宝鸡721008 西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

为明确多丝焊热输入对接头性能的实际作用,通过数值模拟方法分析了X80管线钢四丝、五丝埋弧焊焊接温度场,并与实际接头的焊缝尺寸进行了对比,两者基本一致,说明数值模拟结果能够代表实际接头的热循环。在此基础上对比了数值模拟与通过... 详细信息

为明确多丝焊热输入对接头性能的实际作用,通过数值模拟方法分析了X80管线钢四丝、五丝埋弧焊焊接温度场,并与实际接头的焊缝尺寸进行了对比,两者基本一致,说明数值模拟结果能够代表实际接头的热循环。在此基础上对比了数值模拟与通过热模拟试验用雷卡林模型计算的热循环参数t8/5,发现t8/5数值模拟结果相对较小,且两者在600~500℃的停留时间的差值较大。由于X80管线钢的相变温度在592~464℃,t6/5对相变及性能的影响最大。基于t6/5建立了四丝、五丝埋弧焊当量线能量的计算方法,结果表明四丝、五丝埋弧焊的当量线能量只有总热输入的79%、76%,说明若采用热模拟试验进行多丝焊接热影响区的性能分析,应该降低总的热输入才能保持与实际接头一致。

关键词：多丝埋弧焊数值模拟热循环 t6/5 当量线能量

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多丝埋弧焊热循环及其对硬度的影响规律研究

多丝埋弧焊热循环及其对硬度的影响规律研究

作者：李娟西安石油大学

学位级别：硕士

多丝埋弧焊作为高强度厚壁输送管制造的核心技术,不仅可以实现高速焊接,同时也可得到性能优良的焊接接头,但是由于焊接热影响区(HAZ)是整个焊缝的薄弱环节,其性能主要取决于热循环参数,因此明确温度场和热循环对研究HAZ性能有重要意义... 详细信息

多丝埋弧焊作为高强度厚壁输送管制造的核心技术,不仅可以实现高速焊接,同时也可得到性能优良的焊接接头,但是由于焊接热影响区(HAZ)是整个焊缝的薄弱环节,其性能主要取决于热循环参数,因此明确温度场和热循环对研究HAZ性能有重要意义。本文开发了一种复合热源模型,通过数值模拟得到粗晶区和细晶区的热循环曲线。通过逐一添加热源的模拟方法,明确了每个热源对其温度场、热循环特征的作用。以雷卡林薄板温度场为基础,t为评价指标,建立了适合于四丝内焊+五丝外焊的当量线能量,采用该线能量能够利用雷卡林公式获得准确的热循环曲线。通过数值模拟获得焊接热影响区各个分区的热循环曲线,利用热模拟试验获得焊接热循环对其硬度的影响规律。四丝内焊的温度场中,第三个热源对熔深的影响最大,在第一个和第二个热源作用的基础上,熔深增加的幅值占总熔深的20%,第四个热源对熔宽的影响最大,熔宽增加的幅值占总熔宽的36%。当第三个热源作用时,出现了首个t值,第四个热源作用时,粗晶区的t为35s。在五丝外焊的温度场中,第四个热源对熔深的影响最大,在第一个、第二个和第三个热源作用的基础上,熔深增加的幅值占总熔深的14%,第五个热源对熔宽的影响最大,熔宽增加的幅值占总熔宽的21%。当第四个热源作用时,出现首个t值,第五个热源作用时,粗晶区的t为44s,其中的t增加最多。热影响区硬度及强度的实验结果表明,细晶区中存在明显的软化现象。峰值温度为1000℃处于焊接接头热影响区的细晶区,抗拉强度和屈服强度分为674MPa和534MPa,硬度200Hv0.2,屈服强度比母材下降了27%,硬度比母材下降了13%。主要原因是准多边铁素体的数量更多、体积更大,同时在晶界处存在大量细小块状M-A组元。由于M-A尺寸增大,其强化作用减弱,而准多边铁素体数量增加也将使该区的强度降低。当峰值温度为1300℃处于焊接接头热影响区的粗晶区,随着t的增加,硬度降低,主要是因为贝氏体含量降低,铁素体组织增加导致硬度降低。冷却速度V越大,硬度越高,V越小,晶粒的尺寸增大,M-A尺寸增大,其强化作用减弱,从使得硬度降低,V越大,组织内部弥散分布大量的细小的M-A岛,从而提高了硬度。

关键词： X80管线钢多丝埋弧焊热循环硬度

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管线钢多丝埋弧焊烧结焊剂焊接工艺性能研究

热加工工艺 2006年第23期35卷 73-75页

作者：任德亮王立伟许昌玲张立英王海生王庆国田鹏廖波燕山大学材料学院河北秦皇岛066004 石家庄铁道学院材料系河北石家庄050043 华北石油钢管有限公司河北青县062650

对管线钢用多丝埋弧焊烧结焊剂主要组分对焊接工艺性能的影响规律进行了试验研究,在此基础上研制出一种基于MgO-CaF_2-Al_2O_3-SiO_2-MnO-ZrO_2渣系、碱度BIIW在1.2～1.5之间的新型烧结焊剂。试验表明,该焊剂在多丝埋弧焊时具有良好的... 详细信息

对管线钢用多丝埋弧焊烧结焊剂主要组分对焊接工艺性能的影响规律进行了试验研究,在此基础上研制出一种基于MgO-CaF_2-Al_2O_3-SiO_2-MnO-ZrO_2渣系、碱度BIIW在1.2～1.5之间的新型烧结焊剂。试验表明,该焊剂在多丝埋弧焊时具有良好的焊接工艺性能,焊接接头各项力学性能均能满足X70级管线钢的焊接要求。

关键词：烧结焊剂工艺性能焊剂组分多丝埋弧焊管线钢

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多丝埋弧焊低线能量化高效焊接工艺探讨

钢管 2014年第4期43卷 47-52页

作者：赵波王能干孙奇巩忠旺郭立萍中国石油集团渤海装备研究院输送装备分院河北青县062658 中国石油天然气第六建设公司广西桂林541004 渤海装备巨龙钢管有限公司河北青县062658

对国内外常用的几种高效埋弧焊焊接工艺(焊丝大干伸长、冷填丝、预热填丝、单电源双丝单电弧串联、单电源多细丝多电弧并联、纵列带极等)进行了探讨;分析后认为:将这些工艺巧妙合理地应用于多丝埋弧焊生产中,在保证焊缝质量的前提下,可... 详细信息

对国内外常用的几种高效埋弧焊焊接工艺(焊丝大干伸长、冷填丝、预热填丝、单电源双丝单电弧串联、单电源多细丝多电弧并联、纵列带极等)进行了探讨;分析后认为:将这些工艺巧妙合理地应用于多丝埋弧焊生产中,在保证焊缝质量的前提下,可以进一步提高焊接效率,尤其是可以显著降低焊接线能量,对于改善焊缝及其热影响区的热循环过程、细化晶粒、提高强韧性具有重要的意义。

关键词：多丝埋弧焊低线能量化高效焊接焊接接头组织性能

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X80直缝管多丝埋弧焊温度场的数值模拟

X80直缝管多丝埋弧焊温度场的数值模拟

作者：王飞燕山大学

学位级别：硕士

串列多丝埋弧自动焊作为一种高效焊接方法，广泛应用于X80高压、大口径油气输送钢管的制造中。利用数值方法对多丝埋弧焊温度场进行模拟，对焊接应力应变分析、焊接组织性能预测以及焊接工艺制定和优化等有着重要的理论和实际意义。本... 详细信息

串列多丝埋弧自动焊作为一种高效焊接方法，广泛应用于X80高压、大口径油气输送钢管的制造中。利用数值方法对多丝埋弧焊温度场进行模拟，对焊接应力应变分析、焊接组织性能预测以及焊接工艺制定和优化等有着重要的理论和实际意义。本文即利用ANSYS有限元软件，对X80钢管单丝、三丝、四丝埋弧焊过程进行了动态模拟。在考虑了焊丝偏转的情况下，采用双椭球形热源叠加的方法，建立了多丝埋弧焊热源模型。对于双椭球形热源形状参数的选取，采用焊缝形状反演的方法，即不断调整形状参数值，最终使模拟得出了焊缝形状与实际焊接相一致。并利用ANSYS参数化语言，完成了多丝热源热流密度的计算和移动加载，在程序中仅采用标量参数而不使用数组，并在一次循环中完成，从而避免了数值存储、调用和循环语句大量使用造成的计算量增加。同时，数值模拟考虑了材料热性能参数与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，并以增加高温区导热系数的方法，来间接考虑电弧冲力，从而提高了模拟的准确性。经过模拟，最终获得了焊接温度场的瞬态分布情况，并提取了焊接稳态时的熔池形状和焊接粗晶区的热循环曲线。通过焊接t8/5的数值模拟结果与实测结果比较，发现模拟值与实测值相差在10%以内，证明了模拟方法是可靠的。另外，利用焊接热模拟试验获得的管线钢焊接热影响区CCT图，结合数值模拟结果，对不同的焊接工艺条件下接头组织性能预测作了初步探索。

关键词： X80管线钢多丝埋弧焊温度场双椭球热源算法

模式搜索法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数

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模式搜索法反演多丝埋弧焊双椭球热源模型参数

作者：郭晓凯上海交通大学

学位级别：硕士

在多丝埋弧焊的模拟过程中,热源模型参数的定义是非常重要的,因为它直接影响到焊接熔池的形状,然而,这些参数很难从实际实验中测得。本文主要是讨论埋弧焊中双椭球热源参数值的反演过程,得到如下结论: 1、进行X70钢在单丝埋弧焊中的对... 详细信息

在多丝埋弧焊的模拟过程中,热源模型参数的定义是非常重要的,因为它直接影响到焊接熔池的形状,然而,这些参数很难从实际实验中测得。本文主要是讨论埋弧焊中双椭球热源参数值的反演过程,得到如下结论: 1、进行X70钢在单丝埋弧焊中的对接过程,通过实际实验和计算模拟实验测得的温度场数据、焊缝宽度和焊缝深度数据的比较,运用模式搜索法反演得到了双椭球热源参数的最优值,即C=12mm, C=25mm, C=13mm, C=13mm,整体误差E=1.7893。 2、以单丝埋弧焊实验中得到的双椭球热源参数的最优值作为双丝埋弧焊试验中第一个双椭球热源参数最优值,并在此基础上,以同样的方法反演出第二个双椭球热源参数的最优值,即C=8mm, C=15mm, C=10mm, C=9mm,整体误差E=0.9295。 3、以双丝埋弧焊实验中得到的两个双椭球热源参数的最优值作为三丝埋弧焊试验中第一个和第二个双椭球热源参数最优值,并在此基础上,以同样的方法反演出第三个双椭球热源参数的最优值,即C=6mm, C=8mm, C=6mm, C =10 mm,整体误差E=1.3539。 4、通过以上各种实验、计算以及讨论,证明了加速步长法反演多丝埋弧焊中双椭球热源模型参数的合理性和准确性。 5、在双丝埋弧焊中使用一个双椭球热源模型代替两个双椭球热源模型,进行反演热源模型参数值的实验。结果发现,该种热源模型简化方式得到的温度场、焊缝宽度以及焊缝深度数据与实际实验测得的数据误差较大,没有原实验模拟结果精确。 6、在三丝埋弧焊中分别使用一、两个双椭球热源模型代替三个双椭球热源模型,进行反演热源模型参数值的实验。结果发现,该两种热源模型简化方式得到的温度场、焊缝宽度以及焊缝深度数据与实际实验测得的数据误差较大,其中以单热源的简化方式误差最大,双热源次之,原实验的误差最小。 7、由结论5和结论6,可以发现,在多丝埋弧焊中,为了简化热源模型,减少计算模拟时间,用较少的热源模型代替多个热源模型,将会导致计算结果精度下降,与真实情况相差较大。如精度要求较低,可采用该种简化方法。

关键词：多丝埋弧焊模式搜索法双椭球热源模型参数