本文選題：X65管線鋼　切入點：閃光對焊　出處：《青島科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本論文通過試驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析了X65管線鋼管閃光對焊過程中的電、熱和力三場耦合問題及接頭缺陷的形成機(jī)理,為管道閃光對焊工藝在高級別管線鋼管焊接中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。建立了閃光對焊接頭的電、熱和力多場耦合模型,對X65管線鋼管閃光對焊過程中的電、熱和力學(xué)行為進(jìn)行了研究。在電熱耦合模型中綜合考慮了材料相變和溫度對材料熱物性的影響,利用“生死”單元法和單元實體分層加載模擬閃光燒損和產(chǎn)熱問題,獲得了X65管線鋼管閃光對焊接頭在閃光階段的溫度場分布規(guī)律和不同閃光速度條件下焊接接頭的溫度變化規(guī)律。在熱力耦合模型中,利用剛粘塑性接觸分析,模擬了閃光對焊頂鍛階段接頭的變形,獲得了焊接接頭的應(yīng)力應(yīng)變曲線和不同頂鍛留量條件下端面質(zhì)點的位移變化規(guī)律。利用上述模型分析了焊接工藝參數(shù)對焊接接頭熱、力行為的影響,優(yōu)化了X65管線鋼管閃光對焊的工藝參數(shù)。對X65管線鋼管閃光對焊焊接接頭力學(xué)性能、顯微組織分析和焊接缺陷形成機(jī)理進(jìn)行了研究。接頭的金相分析表明焊接的高熱輸入使接頭焊縫區(qū)和部分熱影響區(qū)的晶粒粗化,形成魏氏組織,降低了接頭的沖擊韌性。力學(xué)性能測試結(jié)果表明接頭的顯微組織變化是造成接頭塑性和韌性差的主要因素,但由于接頭處因頂鍛壓力形成了較高的位錯密度,接頭的抗拉強(qiáng)度反而較高。不恰當(dāng)?shù)暮附庸に囈仔纬蛇^燒、夾渣和灰斑缺陷,焊縫斷口的灰斑缺陷內(nèi)部和邊緣的密集裂紋導(dǎo)致接頭脆性解理斷裂。
[Abstract]:In this paper, the coupling problem of electric, thermal and force fields and the forming mechanism of joint defects in the process of flash butt welding of X65 pipeline steel pipe are analyzed by means of the combination of experimental research and numerical simulation. This paper provides basic data and theoretical guidance for the application of pipeline flash butt welding technology in high grade pipeline steel pipe welding. The electric, thermal and force coupling models of flash butt welding joint are established, and the electric properties of X65 pipeline steel tube during flash butt welding are studied. The thermal and mechanical behaviors are studied. In the electrothermal coupling model, the effects of phase transition and temperature on the thermal properties of the material are considered synthetically. The "birth and death" element method and the layered loading of the element entity are used to simulate the flash burning loss and heat production. The temperature field distribution of flash butt welded joint of X65 pipeline steel pipe during flash stage and the temperature variation law of welded joint under different flash velocity are obtained. In the coupled thermodynamic model, rigid visco-plastic contact analysis is used. The deformation of the joint in the stage of flash butt welding is simulated, and the stress-strain curve of the welded joint and the law of displacement change of the end particle under different conditions are obtained. Using the above model, the heat of welding process parameters on the welded joint is analyzed. Under the influence of force behavior, the technological parameters of flash butt welding for X65 pipeline steel tube are optimized. The mechanical properties of X65 pipeline steel tube flash butt welding joint are studied. Microstructure analysis and welding defect formation mechanism were studied. Metallographic analysis of the joint shows that the high heat input results in the coarsening of the grain in the weld zone and part of the heat-affected zone of the joint and the formation of the Weiss structure. The mechanical properties test results show that the microstructure change of the joint is the main factor that causes the poor plasticity and toughness of the joint, but due to the high dislocation density of the joint due to the top forging force, However, the tensile strength of the joint is higher than that of the joint. The improper welding process is apt to form overburning, slag and gray spot defects, and the dense cracks inside and on the edge of the gray spot defect of the weld seam lead to brittle cleavage fracture of the joint.
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG457.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1570062