[发明专利]薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型验证、建立方法及应用

说明书

本发明公开了一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型验证、建立方法及应用，属于薄壁铜管生产领域。本发明利用DEFORM计算薄壁铜管生产过程中的温度分布，通过实验测量计算结果试件的显微硬度值，将测量结果和工厂实际生产薄壁铜管试样的显微硬度值进行比较，对温度分布进行间接验证，确保计算结果正确无误。与现有仿真技术相比，本发明通过改变影响加热温度的参数，计算出不同影响因素下的温度场，以实现优化生产参数，提高生产质量，减少设备生产调试周期，降低成本。

技术领域

本发明属于薄壁铜管生产领域，涉及一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型验证方法、建立方法及应用。

背景技术

薄壁铜管是指外径和壁厚之比大于20的铜管，具备很多特点：它能耐热、耐寒、耐压、耐腐蚀和耐火，适用范围广，具有很高的可靠性；相同公称直径的铜管计算内径比其他管材大，管内相同流量下，铜管的流速较低，因而铜管能节能降噪；铜管具有很长的使用寿命，达到100年以上；铜管能抑制细菌生长，具有很好的抗菌性及不可渗透性；铜管绿色环保，因为铜可以100％回收并不断地循环再生使用，而且再生过程不会产生有害物质，或者其他废物。基于以上特点，薄壁铜管在绿色住宅给水管材、制冷空调设备用铜管等方面应用广泛。特别是在制冷空调设备用铜管方面，薄壁化是铜管一个重要的发展趋势，它能使铜管轻量化，即单位长度的重量减轻，在尽量提高传热性能的同时能够实现减少铜材用量，既能够提高使用性能，又能够减少生产成本。

薄壁铜管增加了生产的难度，对技术要求有所增加，主要体现在随着铜管的薄壁化，对焊缝质量的控制难度增加，而焊缝质量是对薄壁铜管的生产起着决定作用。焊缝质量主要受加热温度、挤压量和管坯材质等因素的影响，其中加热温度的影响最不容易控制。而且焊接过程中喷有冷却液，无法得到薄壁铜管焊缝处温度场变化情况。

发明内容

本发明提供了一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型验证、建立方法及应用，旨在利用技术手段获得正确的仿真模型，并利用仿真模型获取焊缝处的热循环曲线，以此来指导薄壁铜管焊接生产过程；降低了薄壁铜管的生产难度。

为了获得正确的仿真模型，以便薄壁铜管焊接生产过程的正确进行，本发明提供的技术方案为：一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，参数获取

获得生产薄壁铜管的母材，用母材焊接生产的薄壁铜管试样，以及焊接生产过程中的工艺参数；并测量薄壁铜管试样的显微硬度P1；

步骤2，仿真模型建立

根据步骤1获取的工艺参数，使用DEFORM建立薄壁铜管焊接生产过程的仿真模型；并确定模拟参数；

步骤3，模拟过程

利用步骤1中的母材，按照步骤2中的仿真模型进行焊接生产温度变化模拟，制得薄壁铜管试品；然后测量薄壁铜管试品的显微硬度P2；

步骤4，验证过程

设定显微硬度容差率，比较步骤1中的显微硬度P1与步骤3中的显微硬度P2的误差，并将误差与显微硬度容差率比较，若误差小于显微硬度容差率，则证明步骤3中仿真模型和模拟参数准确；若误差大于显微硬度容差率，则证明步骤3中仿真模型和/或模拟参数不准确。

进一步的技术方案在于，所述步骤1中测量薄壁铜管试样的显微硬度P1的具体过程为：

在薄壁铜管试样上的测量点利用显微硬度计，载荷为200g，荷重保持时间为5s，测量并记录此位置的显微硬度值。

进一步的技术方案在于，所述步骤2中仿真模型的建立过程具体为：