电阻缝焊在多层波纹管膨胀节制造中的非典型应用

因薄壁多层的波纹管刚度小,补偿量大,寿命长而得到广泛应用。但薄壁多层的波纹管与其连接件的环缝焊接难度较大。为了方便多层波纹管的环缝焊接,多采用电阻缝焊将波纹管的直边段封焊在一起。电阻焊缝普遍存在2种状态,即熔合状态和塑性粘合状态。在生产实践中和通过试验研究发现,塑性粘合状态的电阻焊缝大量存在,但并没有显著影响环缝的焊接,采用分散热输入的多层焊是可以克服的。此种电阻缝焊的目的和要求与通常意义上的2层电阻缝焊不同,不要求有承压强度和密封性,只要将多层波纹管端部塑性粘合成整体,当波纹管与连接件焊接时,使下层起到对上层的衬垫作用,不致烧穿即可。此处电阻焊缝是工艺过程焊缝,不是终极焊缝,是在波纹管膨胀节制造过程中的非典型应用。生产实践中不分层的塑性粘合状态的电阻焊缝也可以满足环缝焊接。

膨胀节用接管法兰和波纹管焊接的工艺分析

膨胀节中的接管选用双相不锈钢S-03和波纹管选用奥氏体不锈钢316L材料的焊接,焊接工艺采用钨极氩弧焊。目的是为了得到强度高于奥氏体不锈钢316L的焊缝组织,保证膨胀节产品焊缝不再是强度薄弱点,提高膨胀节产品的耐压力,保证膨胀节产品的可靠性,延长膨胀节产品使用周期,使膨胀节产品满足工程需要。为了获得满足要求的焊缝组织,通过对双相不锈钢、奥氏体不锈钢及Ni基合金焊接性能分析,确定焊接方法、焊接工艺参数。采用S-659焊丝焊接双相不锈钢S-03与奥氏体不锈钢316L时,可以得到强度高于奥氏体不锈钢316L的焊缝组织,提高膨胀节产品的可靠性和使用周期。

波纹管与阀杆真空电子束焊接工艺研究

真空电子束焊接是一种能量集中、熔深较大的精密焊接方法。阀用波纹管壁厚较薄时,与阀杆或法兰焊接具有较大的困难,通过优化焊接接头,设计合理的焊接工装,消除波纹管与阀杆或法兰的配合间隙,采用真空电子束焊接,可以很好地解决这一问题。

大直径铝合金波纹管复合整体制造工艺研究

为了得到具有大直径、高膨胀率、低壁厚减薄率的铝合金波纹管,提出了一种复合整体制造工艺,其核心思想是利用搅拌摩擦焊接获得大直径铝合金初始管坯,随后采用轴向压形法成形出所需的连续波形。首先开展平板焊接试验,确定搅拌摩擦焊接最佳工艺参数。通过实验与数值模拟分析结合的方式,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了波纹管轴向压形过程的有限元模型,并基于波纹管轴向低压压形过程中的形状精度及壁厚分布情况,分析了不同成形工艺参数对波纹管成形过程的影响,获得了成形内压与轴向进给间最佳的匹配关系。最后开展静力试验考核。结果表明,采用该复合整体制造工艺可以获得满足设计要求的大直径大膨胀率铝合金波纹管,并且具有低成本、高效率优势。

大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形工艺机理

针对大口径5A06铝合金带焊缝波纹管采用传统工艺成形困难的问题,开展了带焊缝波纹管电磁成形工艺机理的研究。基于有限元软件LS-DYNA R8建立了大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形有限元模型。基于电磁成形过程中管件成形过程、所受电磁力分布和变形历史的分析揭示了带焊缝波纹管电磁成形工艺的成形机理。结果表明,在带焊缝波纹管电磁成形过程中,管件发生多次“碰撞—反弹”的周期性变化,焊缝处材料的变形略微早于母材;管件受到的电磁力沿厚度方向由内到外逐渐降低;碰撞效应引起管件的能量损耗与应力释放,管件反弹量随着碰撞后应力的重新分配逐渐减小,进而实现带焊缝波纹管的高精度成形。

Inconel625合金波纹管的微束等离子焊接

为了解决Inconel625合金波纹管的原材料问题,采用微束等离子焊接方法,研究了Inconel625合金带材焊接Φ25×0.2管坯的焊接工艺,通过焊管胀形试验,验证了不同工艺参数焊接的管坯焊缝的力学性能;通过金相分析了不同工艺参数焊接的管坯焊缝的组织状态;通过波纹管成形试验,验证了采用最佳工艺参数焊接的Inconel625合金管坯,焊缝力学性能指标与母材相当,满足波纹管成形要求。

焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究

针对平板锥形焊接膜盒,开展了膜片焊缝、T型槽焊缝、U型槽焊缝等不同焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究。利用ABAQUS分别建立了结构有限元模型,计算了不同焊菇尺寸、裂纹角度及T(U)型槽厚度下的裂纹尖端的应力强度因子,分析了不同焊缝形貌下,复合裂纹应力强度因子大小及裂纹扩展方向并与以往试验结果进行了比较。结果表明,不同焊缝形貌下,裂纹沿着等效应力强度因子最大的方向扩展;对于膜片焊缝,当膜片焊菇尺寸变得饱满时,裂纹由穿透焊菇逐步偏向膜片区域扩展;对于T(U)型槽焊菇,裂纹均倾向于膜片区域扩展。同时,不同焊缝形貌焊菇尺寸均存在一临界值。

多晶硅制备设备用不锈钢焊接波纹管失效原因分析

某多晶硅制备厂家的熔炼设备采用奥氏体304不锈钢焊接波纹管作为关键零部件,在使用过程中出现波纹管漏气、导致设备停工检修,影响正常生产。针对厂家提供的损伤试件,对其进行了宏观分析和金相显微分析,并对基体材料化学成分和腐蚀区域化学产物进行了研究。结果表明:高温辐射后,该部件的金相组织为奥氏体加少量铁素体和晶界析出碳化物,这种从单一奥氏体到奥氏体加铁素体加碳化物的组织的变化导致304不锈钢材料塑性下降、组织脆化、硬度上升,进而丧失使用性能。另一部件的波纹管产生的腐蚀源于水淋代入的氯化物导致的氯离子腐蚀,通过分析发现腐蚀层主要由含Cr/Fe的氧化物组成,附着Cl/Mg/K/Ca离子(循环水中主要离子成分);304不锈钢在Cl离子聚集环境下,发生点腐蚀,破坏了不锈钢的表面钝化层,进而导致空气中氧侵入,形成氧化、锈蚀。该试验结果为相应使用环境的波纹管部件使用和维护提供了参考经验。

热丝氩弧焊在核级阀门密封面上堆焊新工艺及其应用

核电站核岛内使用的小通径截止阀上的阀座密封面堆焊钴基硬质合金时,存在中腔空间小、堆焊位置距内壁距离短、焊枪干涉等问题,文中利用一把长度为1000 mm、外径为25 mm的热丝焊枪,对焊丝进行了有效预热,提高了熔敷速度,并可避免焊接裂纹、未熔合等缺陷的产生,大幅度提高了焊接生产效率及产品合格率。焊接试验和小批量试制表明,自动热丝氩弧焊阀门焊接专机可以有效地解决小规格截止阀深孔堆焊的工艺难题。

三层波纹管焊接与制造技术

采用钨极氩弧焊对350mm、230mm两种焊接波纹管进行工艺研究和制造。实验确定了焊接波纹管的理论刚度、疲劳强度。通过工艺实验,选择合理的焊接工艺参数,制定了波纹管的制造工艺,生产了350mm、230mm两种焊接波纹管。焊接波纹管的质量符合波纹管技术标准。

大尺寸S型焊接金属波纹管刚度及薄板焊接接头应力分析

建立大尺寸S型焊接金属波纹管非对称截面有限元模型,采用ANSYS对其在弹性范围内的轴向刚度进行模拟计算,并与试验结果及经验公式计算结果进行对比。模拟结果与试验结果及经验计算值非常接近,说明可以用AN-SYS来模拟计算刚度,从而解决了大尺寸焊接金属波纹管刚度难以测量的问题。波纹管膜片的最大应力集中在内圆焊接处,可通过改善内圆焊接处的应力状况来提高波纹管的使用寿命。对薄板不同大小焊接接头的应力进行分析,结果表明,当焊接接头的截面半径为板厚的1.5倍时,焊接接头处应力值比较小,不易发生应力集中和失弹现象。

焊接波纹管在热声机械中的应用

焊接波纹管是近年来国内外兴起的一种新型元件 ,它有两突出的优点 :变形量大 ,寿命长。利用其改进热声机械 ,有可能解决许多重大问题。文中介绍了焊接波纹管的结构 ,总结了其在热声机械中可能的几点应用 ,对其寿命也做了初步讨论。

波纹管焊缝跟踪检测技术

为了提高波纹管焊缝的焊接质量和焊接速度,根据波纹管焊缝的特点,提出了一种实时跟踪检测波纹管焊缝的自动焊接技术.采用红外激光传感器对焊缝中心进行非接触式实时检测,通过1394火线通讯传输焊缝轮廓数据,经焊缝数据点预处理后结合最小二乘法直线拟合原理对焊点坐标进行存储与预测,再向运动控制卡发送数据控制焊枪跟踪焊接.实验结果表明,此焊缝跟踪检测技术稳定可靠,能够有效地提高波纹管的焊接质量和生产效率.

伴热管系金属波纹软管开裂失效分析

采用宏观检查、扫描电镜、X射线能谱、金相检验、化学成分分析等方法,对金属波纹软管开裂的原因进行分析。结果表明,不锈钢网丝的点腐蚀和应力腐蚀是造成网丝断裂的根本原因,由于不锈钢网丝的断裂,导致波纹管失去丝网的保护和轴向伸长的约束,波纹管在内压作用下冲破丝网的约束,进而产生过度弯曲变形,在波纹管与短接管焊接的薄弱处因过载而发生断裂。

机械密封焊接波纹管波片的应力计算及分析

利用ANSYS有限元程序对机械密封焊接金属波纹管波纹膜片进行应力分析计算.通过实例求出由轴向变形力、薄膜应力和离心应力3种静态应力组合的总应力.结果表明:波纹管的应力主要由轴向位移载荷引起,应严格控制波纹管压缩量的大小;通过增加最大应力点所在圆弧的曲率半径来减小最大应力,提高膜片的使用寿命.

基于ANSYS的干气密封焊接金属波纹管振动模态分析

利用ANSYS软件对焊接金属波纹管建模,划分网格,进行模态分析,求出其固有频率和振型,为波纹管的动态响应分析提供依据;同时利用理论公式计算出波纹管的固有频率,与利用模态分析计算出的固有频率进行比较,验证模态分析结果的可靠性.

波纹管内高压成形焊接区变形特征研究

准确建立焊接管材母材、热影响区和焊缝的材料力学模型,是焊接波纹管内高压胀形工艺分析的前提条件。基于焊接区单向拉伸试验和硬度测试等条件建立焊接区混合材料准则,确定了热影响区和焊缝的材料力学模型。通过波纹管液压胀形工艺仿真与试验,研究胀形液体压力和凹模初始高度等工艺参数对波纹管变形特征的影响,并结合变形前后的组织分析发现,焊接区的枝状晶组织使成形后波纹管焊接区与母材壁厚存在差异,并且变形后马氏体相的存在促进裂纹的形核,引起后期使用中的应力腐蚀破裂。

基于VB开发的金属波纹管焊接工艺设计专家系统

通过对金属波纹管生产过程中焊接工艺设计特点的分析,总结适用于金属波纹管的常用焊接方法。基于Visual Basic6.0平台,设计并开发了"金属波纹管焊接工艺设计专家系统"。着重介绍了该专家系统主要功能的设计原理、实现方法及系统数据库的结构等。用户只需通过输入准确或近似的材料名称,选择性的输入材料厚度或焊接方法,系统便能够基于专家数据库智能筛选,通过对输入参数的智能分析、判断、查询、比较与计算最终得出准确合理的焊接工艺及参数,并以焊接工艺卡片的形式显示出来供用户查阅。该系统不仅使繁琐重复的焊接工艺设计简洁化,还为制定更合理的工时定额以及改善管理提供了科学依据,实现了波纹管焊接工艺设计过程的标准化与最优化。

机械密封用焊接金属波纹管结构分析与优化

分析探讨了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响 ,并在此基础上对焊接金属波纹管的膜片结构进行了优化设计。通过对各参数的合理选择和优化 ,达到均化膜片应力 ,提高波纹管使用寿命的目的。

液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封的失效原因及解决办法

在石化生产过程中涉及到很多烃类介质 ,由于这些介质具有饱和蒸汽压高、易汽化等特点 ,决定了该类泵用机械密封动、静环端面间常处于不稳定的汽液混相状态 ,密封工作条件恶劣 ,使用寿命短。对液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封可靠性差的成因进行了分析 。