[發明專利]一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法

在審

• 申請號: 201710160935.X
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106940747A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 楊其華;張若玙;謝佳敏
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法，其特征在于：包括順序相接的以下步驟：

（1）在Pro/Engineer中建立電熔管件與管子配合的三維結構模型；

（2）將三維結構模型導入ANSYS WORKBENCH中，建立電-熱-力多物理場耦合模型；

（3）設定相關材料的熱性能參數、力學參數和電學參數，其中熱性能參數包括導熱率、密度、比熱容、熱膨脹系數，力學參數包括泊松比、楊氏模量，電學參數包括電阻率；

（4）初步確定PE電熔管件的焊接電壓；

（5）根據步驟（4）中確定的焊接電壓設定電熔管件中電阻絲的通電載荷，設定管件外表面與管子內表面的對流系數，設定PE材料的相變焓，設定管件與管子的對稱受力約束；

（6）設定模型網格的劃分類型及網格尺寸，然后劃分網格；

（7）設定載荷加載時間及步長，求解；

（8）提取求解結果并確定焊接工藝參數。

2.如權利要求1所述的一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法，其特征在于：步驟（4）中，確定PE電熔管件的焊接電壓的方法為：根據管件型號使用行業內慣用恒壓焊接電壓，通常為39.5V。

3.如權利要求2所述的一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法，其特征在于：PE電熔管件的相變溫度為132℃，步驟（5）添加相變焓值載荷的方法為APDL編程，確定焓值的方法為：

提出在PE固態溫度130℃~液態溫度135℃間定義5℃的相變區間，焓值計算公式為：

其中H為熱焓，單位為J，T為溫度，單位為℃，ρ為密度，單位為kg/m³，Tr為參考溫度，單位為℃，C為比熱容，單位為J/（kg·℃）。

4.如權利要求3所述的一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法，其特征在于：步驟（2）中多物理場耦合順序為：首先利用ANSYS WORKBENCH中電學模塊求取電阻絲發熱體積功率，然后將電學結果導入熱學模塊作為載荷條件求解溫度場模型，最后將溫度場結果導入結構力學模塊作為載荷條件求解力學模型。

5.如權利要求4所述的一種PE電熔管件焊接工藝參數制定方法，其特征在于：PE管件焊接溫度為160℃~250℃， 熔接深度為1.5mm~2mm，對步驟（8）提取的求解結果進行分析，當電熔管件熔接區域溫度落在160℃~250℃范圍內，且管件徑向形變達到1.5mm~2mm，確定模型仿真時間即為焊接所需時間，否則重新調整焊接工藝參數繼續進行仿真求解。