钼合金管棒材挤压过程中横向焊缝形成过程的数值模拟及管材模具的优化

发布时间：2017-12-26 03:28

本文关键词：钼合金管棒材挤压过程中横向焊缝形成过程的数值模拟及管材模具的优化　出处：《江西理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：铝合金挤压型材因比强度高、耐蚀性好、导热性强、外形美观且可表面处理、易于回收再生等优点使其在民用建筑及交通运输等行业广泛应用,随着经济的发展和挤压技术的进步,铝合金型材的需求量和产量正在不断扩大。计算机及有限元技术的飞速发展,使得基于数值模拟的挤压模具设计以及虚拟试模慢慢成为行业中的主流。本文利用数值模拟技术研究了铝合金棒材“锭接锭”挤压时横向焊缝的形成过程以及模具模角对横向焊缝长度的影响。并借此经验进一步研究了分流模结构对OPC管中横向焊缝长度的影响,通过优化模具结构达到了缩短OPC管中横向焊缝的目的。主要研究结果如下:本文对铝合金棒材“锭接锭”挤压过程中横向焊缝的形成过程进行了数值模拟,研究了棒材“锭接锭”挤压过程中模具的模角α对棒材中横向焊缝长度的影响,研究结果表明:模角α为30°时模具入料口处金属流速较快,使得前一块坯料的残余料可迅速流出模具,因此成品棒材中包含横向焊缝的部分较短。借鉴研究棒材中横向焊缝的经验进一步分析了分流模焊合室入口角度α_2对OPC管中横向焊缝长度的影响,结果表明:在一定范围内,当分流模的焊合室入口角度α_2增大时,焊合室内金属流速也随之变快,当α_2处于45°到60°间时焊合室内金属流速达到最快。若是使用焊合室入口角度为45°~60°的分流模挤压OPC管,其中包含横向焊缝的部分将会比较短。通过模拟研究了蝶形焊合室的分流模对挤压过程的影响,结果表明:使用蝶形的焊合室可减小甚至消除焊合室内位于模桥下方的挤压死区,有利于缩短成品管材中的横向焊缝;使用蝶形焊合室还可以减小挤压载荷并且不会降低金属在焊合室内的焊合质量。对优化后的小型腔模具进行挤压模拟,模拟结果显示:采用小型腔模具进行“锭接锭”连续挤压的时候第一块坯料所残留在模具中的金属量减少,因此挤出的管材中包含横向焊缝的部分长度就会缩短。使用小型腔模具挤压时,挤压载荷只有900 MPa左右,焊合室内静水压力大约在66 MPa~183 MPa之间,可满足焊合要求。但小型腔模具分流桥及靠近模具边缘的分流孔位置将承受较大的应力,容易在这两位置处产生裂纹。传统OPC管分流组合模以及优化后的小型腔分流组合模的实际生产试模结果表明:小型腔模具挤出的管材中包含横向焊缝的长度是1800 mm左右,而使用旧模具时这个长度是5500 mm左右,前者只有后者的三分之一。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG379

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