[發明專利]一種焊接鋼管焊縫在線熱處理缺陷的預測方法

有效

• 申請號: 201711017934.6
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107908831B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 韓毅;范文君;肖瑤
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;B23K37/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種焊接鋼管焊縫在線熱處理缺陷的預測方法，其特征在于：包括以下具體步驟：

步驟1，在ANSYS中建立焊管焊接過程高精度的電-磁-熱多場耦合預測模型，包括管坯、焊接加熱線圈、導磁體和空氣，進行耦合計算后，得到呈“沙漏”形的溫度場；

步驟2，在ANSYS中建立焊管中頻熱處理過程高精度的電-磁-熱多場耦合預測模型，包括管坯、中頻熱處理線圈和空氣，進行耦合計算后，得到呈“倒三角”形的溫度場；

步驟3，提取步驟1“沙漏”形的溫度場中溫度值為980℃的節點坐標，提取步驟2“倒三角”形溫度場中溫度值為920℃與980℃的節點坐標，將上述3組節點坐標與鋼管內、外表面2組坐標經處理后平移至以焊縫中心為z軸、以焊縫外表面頂點為y軸的坐標系中；

步驟4，將平移后的上述5組坐標分別輸入MATLAB，通過二項式，即y＝Az²+Bz+C,擬合出焊接熱源邊界方程，其中A、B、C為常數，通過橢圓的方程，即y²/a+z²/b＝1分別擬合出熱處理過程920℃、980℃邊界方程，其中a、b為常數且a＞b＞0，通過圓的方程，即(z+c)²+y²＝r²擬合出鋼管內外表面邊界方程，其中c，r為常數；

步驟5，在MATLAB同一坐標系下，輸入步驟4擬合出的5個邊界方程，將焊接過程中溫度大于980℃的焊接熱影響區定義為焊接過熱區，將焊接過熱區與中頻熱處理溫度大于920℃的區域進行匹配，根據上述5個邊界方程圍成的區域，將焊接過熱區內中頻熱處理溫度低于920℃的區域稱為加熱盲區，將超出焊接過熱區范圍無需熱處理的區域稱為加熱重復區，將在中頻熱處理過程熱處理溫度超過980℃的區域稱為加熱過度區；

步驟6，用MATLAB分別計算出各區域的面積，加熱盲區面積記為S_m，加熱重復區面積記為S_c，加熱過度區面積記為S_q，焊接過熱區面積記為S_r；

步驟7，熱處理缺陷面積包括加熱盲區、加熱重復區和加熱過度區，以缺陷面積率k作為量化檢測焊縫缺陷的技術指標，k＝S/S_r×100％，其中S為熱處理缺陷面積，分別計算各缺陷區域占焊接過熱區的百分比對焊縫在線熱處理缺陷進行預測。

2.根據權利要求1所述的一種焊接鋼管焊縫在線熱處理缺陷的預測方法，其特征在于：在步驟1或步驟2中進行電-磁-熱多場耦合時，采用順序耦合物理環境法。

3.根據權利要求1所述的一種焊接鋼管焊縫在線熱處理缺陷的預測方法，其特征在于：在步驟3中，所述的處理為EXCEL處理。