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第1章　高频直缝焊管机组1

1.1　成型机组的力能参数分析及计算1

1.1.1 孔型设计的力学特点1

1.1.2　弹塑性变形抗力的确定3

1.1.3　成型力的计算4

1.1.4　成型功率的计算6

1.1.5　定径力的计算7

1.1.6　定径功率的计算10

1.1.7　成型机组电机功率选择11

1.1.8 实验研究及测定值与计算值的比较11

1.2　成型机组力能参数的实验与分析12

1.2.1 实验测定12

1.2.2　实验分析18

1.2.3　有关计算方法的评述20

1.3　成型机组滚动直径的计算23

1.3.1 影响滚动直径的因素23

1.3.2　按最小摩擦功率损耗设计辊型25

1.3.3　压力分布函数26

1.3.4　按最小摩擦功率损耗计算滚动直径位置29

1.3.5　在φ165机组上测得的滚动直径数值31

1.4　焊接温度的计算31

1.5　开口角的计算及其对加热过程的影响37

1.5.1 开口角的计算37

1.5.2　开口角对加热过程的影响43

1.6.1　基本假定45

1.6　挤压辊顶锻力的计算45

1.6.2　顶锻力的计算46

1.6.3　顶锻力对焊缝质量的影响50

1.6.4　算例52

1.7　开口孔型的接触压力53

1.7.1　水平辊轧制负荷及其分布54

1.7.2　立辊的轧制负荷57

参考文献60

第2章　焊接过程的综合自动控制62

2.1　焊接过程主要工艺参数的微机实时监测62

2.1.1 改进后的焊接温度与挤压力微机实时监测系统62

2.1.2　焊接速度微机实时监测的实现方法65

2.2　焊接挤压力的微机自动控制69

2.2.1 油马达微机自动控制系统的设计70

2.2.2　功率步进电机微机自动控制系统的设计75

2.3　焊接温度的单变量功率自动控制78

2.3.1 焊接过程的工艺分析79

2.3.2　控制方案的形式79

2.3.3　输出功率调节装置的实现方法80

2.3.4　被控对象的数学模型和控制方案的确定81

2.3.5　单变量自适应控制算法81

2.3.6　焊接温度单变量功率控制的微机实现84

2.4　焊接温度的多输入前馈自动控制86

2.4.1 多输入前馈控制方案86

2.4.2　焊接温度的速度控制方案90

2.4.3　控制方案的微机实现93

2.5　高频直缝焊管挤压力的检测94

2.5.1　主要参考数据95

2.5.2　检测方案及其装置的选择和设计95

2.5.3　检测方法97

2.5.4　检测结果分析100

2.6　焊管生产中的速度检测装置102

2.6.1 常用的测速仪和方法102

2.6.2　新式转角脉冲发生器测速装置及工作原理103

2.7　高频直缝焊接主要工艺参数的优化105

2.7.1 实验条件106

2.7.2　焊管参数综合测试107

2.7.3 实验结果109

2.7.4　分析及结论112

2.8　高频焊管焊接过程的微机综合自动控制113

2.8.1　控制方案114

2.8.2　采用的主要设备及其技术性能115

2.9　具有分级结构的模糊自适应控制118

2.9.1 具有分级结构的模糊自适应控制算法118

2.9.2 自适应调整级调整策略120

参考文献122

第3章　双层卷焊管机组123

3.1　焊管的工艺123

3.1.1 带钢宽度的确定123

3.1.3　带钢的边缘处理124

3.1.2　带钢的镀铜124

3.1.4　焊管的成型125

3.1.5　焊管的焊接128

3.1.6　质量检查128

3.2　孔型设计方法129

3.2.1 成型方法129

3.2.2　成型底线132

3.2.3 配辊设计132

3.3　计算机在孔型设计中的应用133

3.3.1　孔型的设计134

3.3.2　利用计算机进行孔型设计计算134

3.4.1　极限过盈成型量的确定137

3.4　过盈成型的理论分析137

3.4.2　过盈压力的确定140

3.5　成型质量的理论分析及实验研究141

3.5.1 影响层间焊合率的因素分析及控制141

3.5.2 最大定径力的确定144

3.6　定径辊减壁区轧制压力及腰鼓形芯棒轴向力的确定146

3.6.1 腰鼓形芯棒减壁区单位轧制压力分布的确定147

3.6.2　总轧制压力的确定148

3.6.3　腰鼓形芯棒轴向力的确定149

3.6.4　理论结果与实测值的比较和分析149

3.7　定径辊减壁区轧制压力及锥柱形芯棒轴向力的确定152

3.7.1 锥—柱形芯棒减壁区单位轧制压力分布的确定153

3.7.2　总轧制力的确定155

3.7.3　锥—柱形芯棒轴向拉力的确定156

3.7.4　理论结果的对比及分析157

3.8　连续感应焊的探讨159

3.8.1　感应器设计159

3.8.2　实验及分析162

3.9　电阻直热钎焊设备及工艺163

3.9.1 工作原理163

3.9.2　钎焊方法的特点164

3.9.3　钎焊设备165

3.9.4　工艺方面的几个问题166

3.10　套管式辐射钎焊炉的理论分析与实验研究170

3.10.1　加热过程的理论分析171

3.10.2　实验研究及分析173

3.11　成型机组综合测试研究175

3.11.1 综合测试的设备及特点175

3.11.2　测试结果及分析176

3.12　镀锌涂塑工艺及其生产线177

3.12.1 PVF管生产工艺178

3.12.2 自动化连续生产线179

3.13　钎焊过程与预热过程模糊自适应温控系统182

3.13.1　钎焊过程模糊自适应温度控制182

3.13.2　镀锌涂塑双层卷焊管预热过程模糊自适应温度控制184

参考文献188

4.1.1 结构与特征190

4.1　三层卷焊管的成型190

第4章　三层和四层卷焊管机组190

4.1.2　几何参数计算191

4.1.3　成型过程设计191

4.1.4　辊式成型和钎焊实验192

4.2　成型过程的综合实验研究193

4.2.1 综合测试193

4.2.2　测试结果和分析194

4.3　钎焊过程分析196

4.3.1 电阻直热钎焊过程197

4.3.2　稳态分析197

4.3.3 温度波动的控制方法201

4.4.1 基本公式202

4.4　钎焊过程的动态分析202

4.4.2　横断面积和速度变化的数学模型204

4.4.3　横断面积影响最小的研究204

4.4.4　速度变化影响最小的研究207

4.4.5 实验208

4.5　成型过程的张力分析208

4.5.1 张力分析的原理209

4.5.2　张力分析的步骤209

4.5.3　理论与实验的比较211

4.5.4　理论分析结果211

4.6　一次成型四层卷焊管的孔型设计与试验研究214

4.6.1 一次成型四层卷焊管孔型设计215

4.6.2　一次成型的四层卷焊管的试验研究219

参考文献220

第5章　高频对接螺旋焊管机组221

5.1　螺旋管的成型实验221

5.1.1 对焊焊缝的实现221

5.1.2　实验222

5.2　螺旋焊管的成型理论225

5.2.1 理想带钢的成型226

5.2.2　具有恒定不变挠度的板材成型228

5.2.3　工艺参数分析230

5.3　成型机组板带递送机接触变形区参数的理论分析232

5.3.1　理论推导232

5.3.2　结果分析237

5.4　高频对接螺旋焊管的工业试验研究238

5.4.1　试验机组简介238

5.4.2　试验过程239

5.4.3　试制管的检验240

参考文献244

第6章　内螺纹管机组245

6.1 内螺纹管拉拔生产及其参数分析245

6.1.1　拉拔过程数学模型的建立245

6.1.2　计算实例249

6.2　管材内螺纹滚压成型及换热性能试验研究250

6.2.1 管材内螺纹滚压成型及有限元分析250

6.2.2 内螺纹管材换热性能试验252

6.3 内螺纹双层卷焊管的轧制生产254

6.3.1　理论分析255

6.3.2　制造方法256

6.3.3 影响换热性能的因素分析257

参考文献258

第7章　弹塑性有限元法和样条有限条法的应用259

7.1　直缝焊管成型的有限元素分析259

7.1.1 直缝焊管成型的力学分析模型260

7.1.2　直缝焊管成型的有限元素分析260

7.1.3　有限元素法分析的计算实例及其结论265

7.2　双层卷焊管成型过程的有限元分析267

7.2.1 成型过程的有限元模拟及分析268

7.2.2　试验研究270

7.3　管材滚压剪切过程有限元分析271

7.3.1 有限元分析的建模过程271

7.3.2　数值模拟结果及分析272

7.3.3　数值模拟结果与实验值比较276

7.4　螺旋焊管成型过程的样条有限条法分析277

7.4.1 有限条法三级离散模型277

7.4.2　增量型有限条U.L法列式277

7.4.3　螺旋焊管成型过程分析279

7.5　正交试验法在单层钎焊管生产中的应用281

7.5.1 用正交试验法选择生产工艺参数281

7.5.2　试验结果分析283

参考文献286