對(duì)焊法蘭是指帶頸、有圓管過(guò)渡并與管道通過(guò)對(duì)焊方式連接的法蘭，廣泛用于壓力容器與管道的焊接。徑向輾環(huán)是指毛坯在徑向輾環(huán)機(jī)作用下，壁厚減小、直徑擴(kuò)大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)工藝復(fù)雜，認(rèn)識(shí)對(duì)焊法蘭成形規(guī)律，掌握毛坯結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)輾環(huán)質(zhì)量的影響，減少和避免輾擴(kuò)缺陷的發(fā)生，對(duì)于提高對(duì)焊法蘭環(huán)件的質(zhì)量，具有重要的工程意義。

本文以DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭為研究對(duì)象，開(kāi)展對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)理論分析和數(shù)值模擬，對(duì)毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要研究?jī)?nèi)容以及取得的成果如下：

1、DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)工藝制訂。通過(guò)對(duì)DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭工藝參數(shù)進(jìn)行分析，制訂輾擴(kuò)比，依照體積不變、形狀相似原則,計(jì)算出毛坯尺寸。基于輾環(huán)的咬入條件、鍛透條件,確定出給定對(duì)焊法蘭毛坯的輾環(huán)進(jìn)給速度和轉(zhuǎn)速范圍，在此范圍內(nèi)，通過(guò)給定毛坯外半徑長(zhǎng)大曲線(xiàn)，推出芯輥進(jìn)給曲線(xiàn)，根據(jù)抱角不變?cè)瓌t，推出抱輥軌跡，制訂了對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)工藝。
 

2、DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)數(shù)值模擬。根據(jù)以上輾環(huán)策略，進(jìn)行對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)無(wú)抱輥和有抱輥兩種工況模擬分析比較，證明了抱輥的重要作用。通過(guò)有抱輥工況模擬，得到輾環(huán)過(guò)程中的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變?cè)茍D以及各輾輥力曲線(xiàn)。通過(guò)分析塑性變形的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，闡述輾環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)的翹曲、充不滿(mǎn)等缺陷產(chǎn)生的原因。總結(jié)金屬流動(dòng)規(guī)律，得出對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)過(guò)程中，毛坯頸部有向大端面流動(dòng)趨勢(shì)。

3、DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭毛坯設(shè)計(jì)。以DN1000-1.6-M24-I型對(duì)焊法蘭為對(duì)象，根據(jù)以上翹曲、充不滿(mǎn)及金屬流動(dòng)分析,確定了毛坯設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的四種毛坯方案。通過(guò)分析對(duì)焊法蘭毛坯形狀和尺寸對(duì)輾環(huán)成形質(zhì)量的影響，得出金屬軸向流動(dòng)量越小越容易充滿(mǎn)型腔。綜合比較四種方案，金屬型腔中的充滿(mǎn)情況、輾輥力大小、翹曲情況、毛坯的制坯難易程度等，最終確定了一種較為理想的毛坯，為對(duì)焊法蘭徑向輾環(huán)毛坯設(shè)計(jì)提供依據(jù)和指導(dǎo)。