基于SYSWELD的管板结构多道焊模拟分析

为研究大型管板焊接件在焊接处的残余应力以及焊接变形的局部特征,以单个管板焊接为例,基于热弹塑性有限单元法,采用焊接仿真软件SYSWELD对某Q235管板构件进行数值仿真,得到焊接过程中温度、应力、位移、相变的变化。仿真结果表明:冷却后,焊缝处金属组织为贝氏体和马氏体;焊接残余应力出现在焊缝及其热影响区附近,横向残余应力均为拉应力,其峰值出现在中间焊道位置,超过材料的屈服极限;焊缝的纵向残余应力,除第五道焊缝外,其值均低于材料屈服极限;焊缝处横向变形先拉伸后压缩,在结束位置变形几乎为0。

焊接电流对换热器管-板焊接接头微观组织及耐蚀性影响机理研究

换热器广泛应用于石油、化工等领域,其使用环境较为恶劣,导致腐蚀失效现象较为严重。大量统计结果表明多数换热器失效都发生在换热管与管板焊接接头处,因此,提升接头处焊缝耐蚀性能成为解决其失效问题的关键。采用金相显微镜和扫描电镜,分析了焊接电流对换热器管-板接头焊缝晶粒尺寸及组织类型的影响;采用电化学实验方法,分析了微观组织对焊接接头腐蚀产物膜及耐蚀性的影响。结果表明:焊接电流120 A时接头焊缝晶粒最小、组织最均匀,焊接电流的增加导致了热输入量的增加进而促进了焊缝基体中晶粒的长大;晶粒尺寸及组织不均匀性与焊缝的耐蚀性呈负相关关系;三种焊接电流下焊缝腐蚀产物膜主要由α-FeOOH和γ-FeOOH组成,焊接电流120 A时焊缝腐蚀产物膜致密性最好,表现出最好的耐蚀性,160 A时致密性最差,表现出最差的耐蚀性。研究了焊接电流对管-板焊缝耐蚀性的影响,对换热器制造具有一定的参考意义。

带垫板异种钢焊缝缺陷与拉伸性能分析

异种钢焊接是电厂锅炉受热面管广泛采用的一种连接方式。以某火电机组过热器出口段TP304H和T22为母材的带垫板异种钢焊接接头为研究对象,通过宏观测量、微观组织分析、EDS能谱检测和拉伸试验等研究,分析了焊接接头中裂纹的生成机理及影响。结果表明:3种材料热膨胀系数差异及应力集中是带垫板异种钢焊缝裂纹产生的诱因,裂纹在镍基焊缝填充材料中扩展;室温拉伸时焊缝是薄弱环节,而高温拉伸时熔合线和母材是断裂部位。

非能动余热排出热交换器的关键焊接技术

余热排出热交换器(PRHX/PRS)是第三代核岛设备中的关键设备,其可靠性、稳定性对整个核电厂运行的安全性及经济性都非常重要。在AP1000、CAP1400以及ACP1000堆型中,非能动余排都占据了非常重要的地位。介绍了PRHX/PRS的设计参数及结构、主体材料及主要焊接内容、关键焊接技术。重点介绍了管板堆焊工艺、封头焊接工艺、管子管板封口焊技术、不锈钢框架及抗震组件工艺。管子管板封口焊技术采用不填丝自动钨极氩弧焊工艺,其难点在于管子壁厚较薄,焊接过程中控制不当,会使焊缝根部出现不连续缺陷。不锈钢框架及抗震组件焊接技术是一种重要的工程技术,在进行不锈钢框架及抗震组件焊接时,需要遵循一定的工艺流程和操作规范,以确保焊接质量和安全性。

基于机器视觉的大幅面管板焊缝检测方法与系统设计

当前核电低压加热器等能源装备中大幅面管板焊缝的缺陷检测依靠人工,存在低效费力、评判一致性不佳、可能漏检和难以追溯等不足。本文提出一种基于2D视觉与3D视觉相融合的深度学习缺陷检测方法,对管板焊缝进行缺陷检测,经试验测试该方法能有效提高检测准确率,具有良好效果。最后面向车间生产的实际需求,设计了一套可在工厂应用的智能缺陷检测系统方案。

浅谈钛制U形管换热器设计注意事项

以钛-钢复合板作为U形管换热器壳程和管箱筒体材料,壳体纵、环焊缝内部钛贴条和盖板处凸起,导致分程隔板和U形管束在装配过程中与钛贴条或盖板干涉无法安装。以实际U形管换热器为例,提出在分程隔板上开槽,减小折流板直径并在壳程筒体增设垫环的设计方案,且经实践证明该方案安全可靠。

屏蔽泵冷却水管焊缝及热影响区渗透检测

屏蔽泵冷却水管屏蔽泵对接的管板焊缝在制造和运行阶段发生过的缺陷,会导致焊缝变薄或破损泄漏,使冷却水管降低对屏蔽泵降温或失效。以致引起屏蔽泵的损坏。而渗透检测能有效检测出焊缝及其热影响区的细小缺陷,保证冷却水管正常运行。

基于ARM的全数字管板自动化焊机

大、中型换热器(冷凝器)中数量庞大的换热管与管板之间的角接接头环形焊缝的质量是其制造质量的关键,必须采用全位置自动化焊接工艺.文中设计了一种基于ARM低成本、全数字管板自动化焊机.主电路采用全桥拓扑结构,以32位Cor-tex-M3内核的LM3S8971作为焊接过程的控制核心,实现焊接过程的全数字控制;同时设计了ARM+CPLD双芯结构的数字面板,实现了人机交互的数字化;进行了系统功能测试和工艺试验.结果表明,系统具备良好的性能,能满足换热器管板全位置自动化焊接生产的需要.

热处理对超厚板焊接残余应力影响的数值分析

基于ABAQUS软件的热弹塑性有限元程序,对390 mm超厚度20MnMoNb钢板拼焊制造EO反应器管板的焊接过程进行焊接残余应力与变形有限元模拟,考察焊后500℃热处理对板内残余应力与变形的影响。结果表明:超厚板焊态在焊缝及热影响区存在高度不均匀的残余应力,由于为了限制管板的变形,在板面上施压有配重,导致先焊面的残余应力较大,特别是在靠近表面的焊缝及热影响区附近存在残余拉应力峰值;后焊面的残余应力相对较小一些;焊缝内部为残余压应力;焊后管板发生了一端翘起的角变形;500℃热处理可明显降低厚板的焊接残余应力,且使应力分布趋于均匀,但热处理后焊接变形有所增大。

立柱式管-板自动焊机的研发

介绍了管-板自动焊机的组成、结构和工作原理。该焊机采用立柱式机械结构,配置基于PLC自主开发的控制系统,具有结构紧凑、功能完善、运行可靠、焊接质量好等特点。生产实践证明,该焊机在管-板自动焊接中取得良好的应用效果。

BFe30-1-1凝汽器管子与管板焊接方法试验研究

介绍了BFe30-1-1凝汽器管子与管板一种较实用焊接方法,自熔不填丝全位置脉冲自动钨极氩弧焊焊接方法,以及以白铜BFe30-1-1为管子与管板的凝汽器材料焊接特性。通过对BFe30-1-1管子与管板,在纯氩、氢-氩混合两种不同气体保护条件下的焊接工艺试验,以及在不同气体保护下的焊接工艺参数的选择与优化,结果表明,采用自熔不填丝全位置脉冲氩弧焊焊接方法,在氢-氩混合气体保护条件下,BFe30-1-1凝汽器管子与管板焊接,焊缝成型好,质量高;以合理工艺参数匹配焊接的试验件,经各项检验均已合格,完全达到设计要求。

EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊残余应力与变形有限元模拟

利用有限元ABAQUS软件,对国产EO反应器20MnMoNb特厚度管板拼焊制造过程进行有限元模拟,得到了390 mm厚的特厚板对接焊残余应力与变形的分布规律.焊接采用双U形坡口,两面交替焊接,并在焊缝两侧的板面上施压4 500 kN的配重以限制管板的变形.结果表明,特厚度管板焊后在钢板内部为残余压应力,而靠近两外表面,特别是在焊缝及热影响区内,为较大的残余拉应力.施压配重的方法有效地限制了管板的翘曲变形,且施压配重的重量越大,板的变形程度越低,但是变形被限制的同时也增加了板内的残余应力,配重重量的选择需要兼顾其对变形和应力两者的共同影响.

基于ANSYS模型大跨越输电塔钢管-板节点焊接残余应力分析

钢管-板节点连接是大跨越输电钢管塔常用的连接方式,焊接残余应力是影响节点受力的主要因素。基于ANSYS的焊接模拟方法,采用生死单元技术,对节点的温度场和应力场进行数值模拟,分析了钢管-板连接节点的焊接残余应力对极限承载力的影响。结果显示,焊接残余应力在焊缝区及其附近最大,是导致焊缝断裂的主要原因。

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"。

新型换热器管子管板焊接工艺的研究

管板堆焊镍基合金 ,换热管为铁素体钢管 ,管子管板接头为平齐式的换热器是一种新型结构的换热器。管子管板角焊缝的焊接采用A—GTAW焊接方法。通过实验发现 ,为了得到质量稳定、焊缝尺寸和形状能够满足设计和相关技术条件要求的焊接接头 ,在严格限制镍基合金和换热管杂质元素含量、合理选择焊接工艺参数、控制焊枪钨极与管壁相对位置的同时 ,应采取以下两方面工艺措施 :一是焊前对待焊区进行严格的清理 ,去除油、锈等杂质污物 ;

换热器黄铜管与爆炸复合板焊接工艺的研究

采用手工氩弧焊的方法,研究了换热器HSn70-1B黄铜换热管与16Mn+HSn62-1复合板的焊接工艺。结果表明,通过工艺评定,所选用的焊接工艺是合适的,为黄铜的异种焊接提供了一个可行的试验方案。

管板焊缝结构涡流检测端部效应抑制仿真试验

针对管板角焊缝结构涡流检测的特点,研究了影响常规涡流检测实施的相关因素(包括外形、材料等),并在此基础上采用ANSYS有限元仿真技术对专用的传感器进行了优化设计,增加了永磁磁化单元,结合抑制涡流检测端部效应的信号处理方法,减小了端部检测盲区范围,提高了焊缝缺陷的检测精度。仿真和试验结果表明,通过对管壁和焊缝施加磁化及对检测信号进行差分处理,能够实现薄壁管管板角焊缝深层缺陷的检测,证明了管板焊缝结构涡流检测的可行性,提高了管板涡流检测的效率。

铜管与钢板爆炸焊接的实验研究

介绍热交换器制造中铜管与钢板的管板爆炸焊接实验研究结果,确定铜管与钢板爆炸焊接的工艺参数,分析管板爆炸焊接界面的波形特征。实验结果表明,铜管与钢板的爆炸焊接技术是可行的,并可应用于工业生产。根据实验结果,对理论药量计算公式进行修正。

爆炸焊接技术及工程应用

爆炸焊接作为一种特殊焊接技术广泛应用于生产各种金属复合板材,爆炸焊接复合板材不仅结合强度高,还可以实现多种不同金属材料的大面积复合,从而有效地降低了贵金属材料成本。除了介绍爆炸焊接基本原理、爆炸焊接窗口和试验技术外,还对当前爆炸焊接新技术和新产品开发作了讨论,同时也介绍了爆炸焊接复合金属材料在不同行业领域的应用以及未来的发展前景。

大尺寸异种钢焊接管板结构低周疲劳行为研究

基于有限元方法对承受交变载荷的大尺寸异种钢焊接管板结构的应力应变场分布与变化的分析结果,预测了疲劳裂纹的产生位置,并进行了相应的疲劳试验研究。结果表明,焊接接头的受拉表面和受压表面焊趾部位分别为所在表面的最大应力和应力幅的峰值位置,且由于在第一个循环周期加载过程中产生塑性变形,导致稳定循环加载期间两侧焊趾部位均承受拉-压式交变应力,致使疲劳裂纹在上下表面焊趾处单独启裂,并沿熔合线作小距离扩展后进入母材,在近似垂直表面方向向母材内部作进一步扩展,相比之下,受压面裂纹深度要远小于受拉面裂纹深度。