基于ANSYS／LS－DYNA的焊管張力減徑數值模擬＊

白 磊，安俊靜，楊士俠，趙春江，郝琳璐

（1.太原科技大學，山西 太原 030024；2.太原普萊設工程技術有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

目前，石油天然氣輸送鋼管、城市燃氣用管、一般機械管、結構管、汽車傳動軸管、皮帶機托輥管、煤礦的排風輸水管，以及部分低壓鍋爐管、熱力管、低強度油井管等這些無縫管正在由焊管取代。與無縫鋼管相比，焊管在外徑公差、壁厚公差、拉伸性能、晶粒均勻性、抗沖擊爆炸性能以及鋼管表面粗糙度方面都有著優勢，更重要的是焊管的生產成本遠低于無縫鋼管。

ERW高頻直縫焊管，采用由高頻電流產生的集膚效應把熱軋板卷邊并進行加熱至熔融狀態，再通過機械擠壓方法進行焊接。通過該工藝生產的焊管焊縫中心會有一條白色的熔合線，在熔合線兩側的熱影響區（即腰鼓形）會產生由中部向表面方向延伸的金屬流線，一般通過焊管熱張力減徑軋制來消除熔合線，實現焊管“無縫化”［1］。

針對直縫焊管，除了在張力減徑過程中獲得一致的組織外，其幾何參數精度也是必須保證的性能指標，尤其是外徑Φ426 mm～Φ610 mm的大口徑鋼管，對其外形尺寸和壁厚均有較高精度要求。因此有必要對焊管張力減徑過程進行模擬，對張力減徑過程中壁厚變化規律及其控制方法進行研究，更好地保證工藝的有效性。

1 焊管熱張力減徑軋制工藝

焊管熱張力減徑軋制工藝是以焊管的質量及其可靠性為目標，其技術指標與無縫管等同，同時部分性能優于無縫管。……