小尺寸环形焊缝对接焊管焊接变形控制研究

作者：王锡军; 刘德勇; 王斌; 薛梅; 王富满; 何湘; 齐永锰

来源：组合机床与自动化加工技术, 2022, (03): 145-152.

DOI：10.13462/j.cnki.mmtamt.2022.03.035

• 石油开采
• 环形焊缝
• 焊接
• 数值仿真
• 热变形

针对环形焊缝焊管接头焊接时焊接局部升温快，焊接变形高，残余应力高等问题，采用有限元法对焊接过程的变形和残余应力研究。分析常用结构尺寸、材料、焊接温度下焊管热变形及残余应力分布情况；基于热变形计算不同尺寸下焊管预弯曲范围，降低焊接过程中的变形。同时对数值仿真模型进行试验对比验证。分析发现，焊缝两侧焊管的残余应力和变形分布较为对称；焊管焊后弯曲的主要因素是径向方向变形和切向方向；20MnCr5焊接性较差，变形严重，残余应力集中严重；根据焊接变形情况提出预弯焊管的新方法，得到不同直径下和不同焊管壁厚下的弯曲度范围，确保焊接质量。