考虑高频感应焊接的焊管排辊成型全过程数值模拟

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以HFW660焊管机组为研究对象,围绕直径为508mm的X60焊管的生产过程进行研究。首先,通过分析HFW660排辊成型机组的设备及工艺参数,建立焊接前HFW660机组排辊成型的有限元模型,对模拟结果进行了试验验证;接着建立焊接段焊接过程的有限元模型,得到整个排辊成型过程的仿真模型;最后对仿真计算结果进行了分析和探究。结果表明,在排辊成型过程中,带钢边部和底部的等效塑性应变最大,其中边部等效塑性应变大于底部的,此外边部和底部等效塑性应变增幅较大的是弯边辊处、线成型段第一内辊处和精成型段处,其余部分平滑上升。对焊前管型效果、边缘形态及V形角分析表明,精成型出来后管型效果良好,外观无明显缺陷产生,两边边缘近似呈现I型,是焊前较为理想的边缘形态,通过计算得到V形角大小大概在3.1o左右,属于合理范围;对焊接过程不同时刻的温度场进行分析,发现焊管表面热影响区随着热源的移动均匀地沿周向和轴向推动,并且靠近熔池区域的热影响区较宽,远离熔池的地方逐渐收窄,分析焊管上表面对应点的热循环曲线可知离焊缝2~5mm间属于过热区域,符合实际生产,对焊后冷却至11s时的等效应力进行探究发现,焊缝处厚度中心区域及过热区域应力较大,部分在375MPa左右,焊后去除残余应力时需重点关注。
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