基于ANSYS的低碳鋼高頻感應(yīng)焊接工藝優(yōu)化及實驗研究.pdf

1、近年來隨著房地產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對建筑結(jié)構(gòu)用管的需求量越來越大。結(jié)構(gòu)用管大多是通過高頻感應(yīng)焊接生產(chǎn)，而高頻感應(yīng)焊接是多因素相互耦合的一個復(fù)雜過程。這種焊接方法雖然能夠有效地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，但在焊管質(zhì)量方面還存在著一定缺陷，甚至嚴(yán)重時會引起使用過程中的安全隱患。因此如何在實際生產(chǎn)中提高高頻感應(yīng)焊管質(zhì)量，是現(xiàn)如今亟待解決的問題。對焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響的主要是焊接工藝參數(shù)的選取，相較于傳統(tǒng)依靠反復(fù)調(diào)試和生產(chǎn)經(jīng)驗設(shè)計生產(chǎn)工藝，運(yùn)用有

2、限元分析技術(shù)對高頻感應(yīng)焊接過程進(jìn)行分析，從而實現(xiàn)對高頻感應(yīng)焊管的產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測和可制造性，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，縮短工藝開發(fā)時間。
　　因此本文以Q195鋼高頻感應(yīng)焊管為研究對象，通過ANSYS有限元模擬分析和工藝實驗針對焊管存在的質(zhì)量問題進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　?。?）結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)中的質(zhì)量問題和理論分析，重新對高頻感應(yīng)焊接工藝進(jìn)行設(shè)計；并通過ANSYS有限元軟件建立高頻感應(yīng)焊接熱源模型和焊接實體模型，對溫度場和應(yīng)力場求解

3、過程進(jìn)行分析；編寫相應(yīng)的高頻感應(yīng)焊接數(shù)值模擬的APDL參數(shù)化命令流。
　　（2）利用熱彈塑性有限元理論對高頻感應(yīng)焊接過程進(jìn)行模擬，分析不同焊接參數(shù)開口角度，焊接頻率，激勵電流和焊接速度對高頻感應(yīng)焊接過程中焊接熱源，焊管殘余應(yīng)力和變形量的影響；
　　（3）結(jié)合有限元數(shù)值模擬和正交試驗設(shè)計，對焊接工藝參數(shù)開口角度、焊接頻率、激勵電流和焊接速度進(jìn)行優(yōu)化，分析其對高頻感應(yīng)焊管殘余應(yīng)力的影響程度，確定最佳的工藝參數(shù)組合；并對其進(jìn)行的數(shù)

4、值模擬驗證正交試驗優(yōu)化的可靠性，得到高頻感應(yīng)焊接溫度場和應(yīng)力場的分布規(guī)律；
　?。?）利用優(yōu)化后的工藝方案對高頻感應(yīng)焊管進(jìn)行實際生產(chǎn)，將得到的高頻感應(yīng)焊管取樣進(jìn)行相關(guān)的性能試驗和檢測，包括：形貌及金相組織觀察、顯微硬度測試、拉伸試驗測試和超聲波探傷試驗，并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析。
　　將數(shù)值模擬結(jié)果與工藝實驗進(jìn)行分析比較得到下列結(jié)論：ANSYS有限元數(shù)值模擬技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確地模擬高頻感應(yīng)焊接過程，優(yōu)化了焊接工藝參數(shù)，同時