核用小直径传热管衬管焊接TIG焊枪的设计及优化

随着我国核工业进入第3个30年发展阶段,核用设备的维修需求日益迫切。核用蒸汽发生器内部结构复杂,关键传热管结构管径小、管道长、拆卸安装难度大,传统修复方法难度极高。针对核用小直径传热管因长期处于高温高压工况而出现的腐蚀破坏问题,文中设计了一种全位置自动化TIG衬管焊接修复焊枪,并进行了焊枪可靠性验证和焊接修复试验。首先,提出了焊枪的总体结构设计方案,并阐述了所设计焊枪相对传统钨极TIG焊枪的优势;接着,完成了焊枪传动系统的设计与验证,所设计的传动系统体积小、空间利用率高;随后,对焊枪关键部位——导电轴进行了刚度理论建模、分析和实例计算,并通过有限元求解验证了理论模型的可靠性,在此基础上提出了焊枪结构的优化方法;最后,进行了现场挠度检测和焊接试验,验证了导电轴的刚度满足现场焊接工况,并用线性回归方程和挠度修正公式定量预测焊枪挠度变形,验证了所设计结构的合理性;焊接试验表明焊枪工作时传动系统的转速稳定可控,焊缝成形良好。文中所研制的焊枪能够满足核用蒸汽发生器不锈钢传热管的衬管焊接修复工艺要求。

核用小直径传热管自动化衬管焊接系统的研制

目的针对核用小直径传热管长期服役于高温高压环境时易产生表面腐蚀缺陷等问题,研制一套自动化衬管焊接系统,以高效修复腐蚀传热管,并验证该焊接系统的可行性。方法采用以STM32F405RGT6微处理器为控制核心、植入FreeRTOS实时操作系统的方式设计了一款焊接控制系统;以微型TIG焊枪为执行机构、数字化焊接电源为功率输出设备,研制了一套自动化衬管焊接系统;最后以304不锈钢管为试样进行了衬管脉冲焊接试验。结果焊接试验过程稳定,无断弧现象,得到的焊缝衬管完全焊透,基管适度熔透,焊缝成形良好。可通过调整基值电流、峰值电流、脉冲频率和占空比等参数调控焊接热输入,获得优质的焊缝。结论研制的微型焊枪可适应传热管内部的狭小焊接工况;焊接电源能够满足焊接过程中的能量需求,提高了焊接过程的动态响应能力;焊接控制系统在硬件和软件层面上实现了焊枪和焊接电源的宏观调度,能够对焊接波形进行精细化调控。所研制的衬管焊接系统各项性能优秀,满足压水堆核用蒸汽发生器水箱内不锈钢传热管内衬管焊接高质量修复的需求。

基于Sysweld的T形管焊接件温度及应力应变场数值模拟分析

采用双椭球体热源分布模型,基于Sysweld软件平台,对常用的暖气运输管道中T形管焊接过程进行数值模拟仿真.首先通过UG建立三维模型并导入Hypermesh进行了网格划分,之后在Sysweld中对焊接过程进行模拟仿真,获得了温度场及应力应变场的分布情况.然后对焊接过程温度云图及焊件整体形变进行了详细的分析.结果表明,热源处的温度达到2 500℃左右,在焊缝周围形成了明显的热影响区;并在焊缝区域出现应力集中情况,其最大应力为277 MPa,在其材料的屈服应力范围内(345 MPa);且在焊缝处出现下凹现象,最大变形量为0.29 mm.此次分析为实际焊接提供理论依据.

球管焊接节点焊接残余应力影响因素研究

利用有限元法对球管焊接节点焊接残余应力的影响因素进行分析研究,获得各影响因素对该节点焊接残余应力的大小及分布情况,结果表明:球径与球壁厚度的增大将降低与球连接处的焊接应力;管径增大时,焊缝的von-Misses等效应力及Z向焊接应力均会增大。

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点热点应力集中系数研究

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点应力集中程度高,疲劳问题突出,是影响桥梁寿命的关键因素。基于国际焊接协会提出的热点应力计算方法,利用ANSYS软件建立精细有限元模型,研究各种典型荷载作用下板—管焊接节点焊趾处的热点正应力、热点剪应力集中系数。结果表明:热点正应力集中系数在约1/4焊缝长度处最大,外焊缝大于内焊缝,节点板焊趾大于钢管焊趾,内焊缝钢管焊趾处均为压应力;剪应力集中系数在焊缝两端最大,中间最小,内焊缝钢管焊趾剪应力流方向与外焊缝相反;节点板两端直角构造改为圆弧构造,能显著降低端焊缝热点正应力集中程度;板—管焊接节点处于拉—剪联合作用复杂应力场,应综合考虑正应力、剪应力集中,焊缝端点和约1/4焊缝长度处应力集中程度最高,建议作为疲劳设计的"热点"。

球管焊接应力应变有限元三维数值模拟

利用大型有限元分析软件ANSYS,对空心球与钢管焊接件的温度场和应力应变场进行了三维数值动态模拟。不同阶段具体控制措施的准确运用使焊接模拟这一复杂过程得以实现,有限元分析计算结果表明,由于钢球及钢管弧线方向不易变形,管球焊接焊缝应力水平较高,焊缝较易发生脆性破坏,合理的焊接速度与分段施焊法的应用均能有效降低焊接应力水平。

关于SA-213T91蛇形管焊接及组装

介绍了SA-213T91钢的特点及化学成分,分析了其焊接性能,并提出了用其制作蛇形管的注意事项。在蛇形管的制作过程中,严格按照焊接的注意事项进行焊接,使焊接质量稳定并完全符合规程要求,未发生泄漏或爆管现象,取得了良好的经济效益。

乙烯裂解炉辐射段渗碳炉管焊接

分析了乙烯裂解炉辐射段渗碳炉管焊接裂纹产生原因,并针对炉管材料特点制定了焊接工艺,成功地进行了焊接修复。

三峡右岸地下电站排砂钢管焊接及内部缺陷分析

三峡右岸地下电站排砂钢管板材为不锈钢复合钢板,焊接质量要求高,焊接难度大,根据现场施工的实践,指出容易产生的一些典型焊接缺陷,并分析焊接缺陷产生的原因,最后分别从结构、环境、工艺等方面展开论述,提出了防止焊缝质量缺陷的措施,并最终保证了钢管的焊接质量。

大口径直管焊接自动化设备研制

为了提高生产效率,保证生产节点,降低劳动强度,利用船厂现有资源和技术对管系焊接工艺进行改进,建立大口径直管焊接流水线、大口径管小组立焊接,以及大口径管对接焊缝工装,有效提高了大口径管子焊接效率以及焊接质量,同时降低了现场施工的劳动难度,提高了自动化水平。

钛管焊接工艺

钛和钛合金作为结构优良、密度高于钢,且抗拉强度高的金属材料,在300℃~500℃的高温下依然性能良好,因此其在航天航空事业、造船工业等一些对材料抗高温高压要求较高的行业中得到了广泛应用。不过,由于一些焊接问题的存在,比如气孔问题、裂纹问题、气体保护问题等,焊接过程中可能出现一定的困难。该文在研究过程中,对钛管的焊接制作了焊接工艺评定,制定了详细的焊接工艺参数,尤其是自行研制了气体保护罩装置,并对钛管焊接过程做了详细地介绍。

网架结构球—管焊接施工要点分析

分析了网架结构球—管焊接施工工艺要点,确保了球管焊接施工质量,提高了劳动生产率。

12Cr1MoV 小径管焊接操作工艺

1焊接工艺的选择 12Cr1MoV钢属珠光体低合金热强钢，具有较高的热强性能和持久塑性，可用于壁温≤580℃的锅炉受热面管，该钢的焊接性良好，对于小径管焊接，焊前无需预热，焊后不热处理。

焊接空心球网架结构球—管焊接新工艺

对于焊接球节点网架结构来说,球一管之间的焊接质量关系到结构的安全度,坡口的形状及角度大小直接影响焊接质量、焊缝等级.本文提出的新这项工艺易于保证焊缝焊透,便于控制拼装和安装质量,节约人力和物力,减轻劳动强度,提高生产效率.

浅谈纯钛管焊接在化工制药管道安装中的应用

本文总结了在施工过程中，手工氩弧焊对纯钛管焊接的工艺要求、工艺流程，焊接材料的选用，焊接质量控制及执行标准，焊接保护罩的使用方法。

汽车空调冷凝器边板与集液管焊接新工艺

针对现有汽车空调冷凝器芯体边板与集液管焊接方式的缺陷,介绍2种改进方案。

白鹤滩水电站肘管焊接分析与控制

针对白鹤滩水电站尾水肘管焊接施工中的技术问题,通过分析、抽样检验,对肘管的焊接质量进行了控制。针对白鹤滩右岸尾水肘管管节焊接后,经超声波UT无损检测发现的缺陷向钢板母材方向延伸的异常情况,作出较为详细的研究与实践,详细分析了肘管钢板材料在白鹤滩工程使用中遇见的质量情况、判断和解决途径,其研究与处理成果能够为其他水电工程提供尾水肘管钢板材料方面的参考。

小径管焊接接头伽玛射线检测专用工装设计与应用

常用小径管焊接接头伽玛射线检测过程中,射线源存在着固定不方便、不牢靠,安装后稳定性不好等问题,设计出小径管焊接接头伽玛射线检测专用工装并应用于工程实践。结果表明,该工装可快捷、准确、稳固地固定射线源并能保持合适焦距,提高了工作效率及工作安全性。

高速动车组司机室空调系统冷凝管焊接研究

文章主要阐述了CRH3型动车组司机室空调系统冷凝管焊接方法,通过对焊接过程进行研究,提出在空调系统冷凝管焊接时需注意的事项,分析冷凝管焊接过程中容易出现的问题及其产生原因,并通过自制仿形焊接工装简化焊接工序过程,提高焊接质量和焊接效率。