成形工艺对冷弯方管残余应力及焊接微观组织的影响.pdf

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1、第26卷第1期钢铁研究学报Vo1．26，No．12014年1月JournalofIronandSteelResearchJanuary2014成形工艺对冷弯方管残余应力及焊接微观组织的影响李茜，韩飞，杨河(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：冷弯方管成形有“直接成方”和“圆成方”两种方式。为了研究成形工艺对于产品的不同影响，以规格为100mm×100mm×6mm，材料为Q235的两种成形工艺的方管为研究对象，采用钻孔法对方管各个部位的残余应力进行了测量，并观测了焊缝处的显微组织。研究结果表明，不同成形工艺对纵向残余应力的分布影响较大，焊缝处的残余应力最大。“圆成方”过程中施加

2、较大的焊接压力使得其焊接热影响区宽度小于“直接成方”工艺条件下焊接热影响区的宽度，且抑制了奥氏体晶粒长大，冷却后获得较为细小均匀的晶粒。关键词：方管；成形工艺；残余应力；微观组织文献标志码：A文章编号：1001—0963(2014)01—0037-06EffectofFormingProcessesonResidualStressesandWeldMicrostructureofRoll—FormedSquareTubeLIQian，HANFei，YANGHe(CollegeofMechanicalandElectronicalEngineering，NorthChinaUniversit

3、yofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Therearetwoformingmethodstoproducerollformedsquaretubeingeneral，namelyFlat—strip—tO—SquareForming(FRF)andCircle-to—SquareForming(CRF)．Toobservethedifferenteffectsofformingmethodontheirproduction．ahole-drillingresidualstresstestwascarriedouttoobtaintheresi

4、dualstressesinthetwokindsofQ235squaretubewithdimensionsof100mm×100mm×6mm．Thedistributionofresidualstressesatdifferentpositionswerethenmeasuredandstudied．Inaddition，themicrostructureoftheirweldingareawasana—lyzed．Theresultsshowthatformingprocesshasasignificanteffectonthedistributionoflongitudinalre

5、sidualstresses．ResidualstressesinweldingareaarefoundtObethelargestthroughthesectioninbothkindsoftube．DuetOweldingpressureappliedintheformingprocessofCRFtube，heat-afectedareaofCRFtubeissmallerthanthatofFRFtube．Thepressurerestrainsthegrowthofaustenitewhenwelding，whichinturnfinescrystal—linegrainafte

6、rcooling．Keywords：squaretube；formingprocess；residualstress；microstructure方矩形管是一种用途极广的闭口型钢，与相同方矩形管作为典型的闭口型钢，在制造过程中，截面积的圆管相比，它具有强度高、抗弯截面模量每一道加工过程都会留下残余应力。加工工艺的不大、易于装配以及稳固、美观等优点，广泛用于车辆、同，必然会产生不同程度的残余应力。辊弯成形闭地铁、造船等行业。尤其在建筑行业，大规格的方矩口截面型钢中残余应力产生的原因主要有两类_2]，形管成为钢结构建筑中的主要承重结构部件L1]。目一是由于塑性变形而产生的残余应力，它会降低产前

7、，一般规格的方矩形管采用辊式连续成型的工艺品的负荷能力，影响型钢的疲劳强度和应力腐蚀开方式有两种，一种是“圆成方”工艺，用焊管机组将带裂；二是焊接产生的残余应力，焊接残余应力和残余钢成形、焊接成圆管后，再通过定形机组定形成方矩变形在某种程上会影响焊接结构的承载能力和服役形管；另一种是“直接成方”工艺，将带钢直接弯曲成寿命L3]，因此对这一问题的研究不仅具有理论意方矩形管坯，然后进行对缝焊接和整形。义，而且具有重要的实际工