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焊接电弧电流密度分布模型的研究

本文采用分裂阳极法对于处于不同压缩状态的焊接电弧进行测试,将大量测试结果应用概率统计知识在概率纸上进行拟合检验,发现阳极平面电流密度的分布精确地服从威布尔分布规律。在分裂  (本文共8页) 阅读全文>>

沈阳工业大学
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高频电磁双脉冲TIG焊电弧行为研究

钨极惰性气体保护弧焊(简称TIG焊)作为一种重要的焊接方法以其稳定的焊接电弧,优质的焊接成形,通用于各种金属连接,并属于非熔化极引弧过程无飞溅,但其电弧能量不集中,使得焊缝熔深浅(通常只能用于薄板焊接),焊接效率低等问题目前尚未得到圆满解决。焊接工作者针对其特点做了很多改进,如活性剂TIG焊、热丝TIG焊、超音频TIG焊等,然而其仍有其各自的局限性。如活性剂TIG焊的焊剂污染问题,热丝TIG焊不能用于铜、铝焊丝问题、超音频TIG焊的焊接电流小并且设备昂贵等问题。本文在阅读大量文献与前期大量实验的基础上,分析了TIG焊接电弧的特点,继而提出施加外加高频纵向磁场可以使电弧产生“压缩效应”,配合高频电流焊接设备更能提高焊接电弧能量,增大焊缝熔深的创新工艺;此种工艺附加装置成本低,体积小,使用方便,而且能够改善电弧形态与电弧行为。论文围绕这种新工艺主要进行了以下几方面的工作:论文提出一种电、磁双脉冲钨极氩弧焊接设备实现了大参数范围的电脉...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
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焊接熔池动态过程及电弧能量分布的数值模拟

焊接过程是一个牵涉到电弧物理、传热传质、金属的熔化与凝固的复杂过程,焊接电弧的能量分布以及焊接熔池中的流体流动及其传热过程对焊接质量有着极为重要的影响。采用科学的方法建立焊接熔池和焊接电弧的数学模型,定量地分析焊接熔池中流场与热场,描述焊接熔池中的传热及流体流动,分析焊接电弧的形态及能量分布,对实现焊接过程的智能化有着重要的实际和理论意义。根据能量守恒的基本原理和流体力学以及传热学的理论知识,本文建立了运动电弧作用下三维GMAW、TIG焊接熔池的非稳态数学模型,并采用有限元方法对模型进行了离散化处理。在模型中综合考虑了使熔池金属产生运动的浮力、电磁力、表面张力、熔滴冲击力等驱动力,并且考虑了熔滴带入熔池的热量和动量对整个焊接热循环过程的影响,同时考虑了材料的热物理性能参数随温度的变化、焊接过程中熔池与外界的能量的交换,以及熔化/凝固相变对熔池流场及温度场的影响。根据磁流体动力学理论,应用流体动力学方程和麦克斯韦方程,本文建立了直...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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2219铝合金钨极氦弧焊电弧特性及熔池形态数值模拟

在我国航空航天领域,大型运载火箭燃料贮箱的焊接一直存在着困难。我国航天人针对2219铝合金厚板焊接提出了一种新的焊接工艺,钨极氦弧焊悬空打底,钨极氩弧焊填充盖面。采用钨极氦弧焊焊接10mm厚2219铝合金板,不需要制备坡口且单条焊道打底成形,在无背部衬托的情况下不发生熔池的坍塌,焊缝质量较好且气孔缺陷明显减少。为阐明钨极氦弧焊与钨极氩弧焊焊缝成形及焊缝质量的差异,进行试验及数值模拟的研究。为研究钨极氦弧焊与钨极氩弧焊在焊接过程中熔池热输入及作用力的差异,并为熔池形态数值模拟提供试验数据及理论依据,对比分析了钨极氦弧焊与钨极氩弧焊电弧特性的差异。钨极氦弧焊电弧形态呈圆球形且阳极附近发生收缩现象,而钨极氩弧焊电弧形态呈钟罩形且阳极附近发生发散现象。此外,钨极氦弧焊电弧压力小于钨极氩弧焊,在无背部衬托的情况下避免了熔池的坍塌。此外,钨极氦弧焊与钨极氩弧焊相比阳极功率密度分布更为集中,能够增加焊缝熔深,提高焊缝成形的深宽比。为研究钨极氦...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏科技大学
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双缆式十四丝GMAW焊接电弧的数值模拟研究

双缆式十四丝GMAW是在双丝GMAW的基础上发展起来的一种高效、节能且优质的创新型焊接方法,由于目前对双缆式十四丝GMAW的研究还处于初级阶段,对此新型焊接方法的电弧行为机理仍不明确,阻碍了其工程应用。本文基于流体力学软件FLUENT,对比研究了双丝GMAW和双缆式十四丝GMAW焊接过程中电弧行为的数值分析研究,同时利用高速摄像技术对数值模拟结果进行验证,获得了双缆式十四丝GMAW电弧行为的机理。首先,本研究建立了三维双丝GMAW电弧数值模型,对双丝GMAW在不同焊接电流、不同保护气体流量、不同双丝间距以及非等流情况下的焊接电弧的温度场、速度场以及压力场分布进行了研究。结果表明:当焊接电流增大时,电弧最高温度、等离子流速度和压强也随之不断增大,同时工件表面处的电流密度和压强也随着电流的增大由双峰向单峰转变。当保护气体流量增大时,焊丝端部阳极处的最高温度、速度以及压力均呈现先增大到一定程度后又有稍微降低的趋势,工件表面处的电流密度...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏科技大学
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PAW+缆式七丝焊丝MIG复合焊电弧耦合行为研究

PAW+缆式七丝焊丝MIG复合焊是在等离子-普通单丝MIG复合焊的基础上发展起来的一种节能、高效且优质的创新性的焊接方法,由于目前对PAW+缆式七丝焊丝MIG复合焊的研究还处于初级阶段,对此新型焊接方法的电弧行为机理仍不明确,阻碍了其工程应用。本文基于流体力学软件FLUENT,对比研究了等离子-普通单丝MIG复合焊和等离子-缆式焊丝MIG复合焊焊接过程中电弧行为的数值分析研究,获得了等离子-缆式焊丝MIG复合焊电弧行为的影响规律。首先,本研究建立了等离子-普通单丝MIG复合焊电弧数值模型,对在不同等离子焊接电流、不同MIG焊接电流以及不同丝极间距的焊接电弧的温度场、速度场、压力场和电流密度场分布进行了研究。结果表明:当等离子弧焊接电流增大和MIG弧焊接电流增大时,电弧最高温度、速度场、压强和电流密度场均随之不断增大,同时耦合处部分增多。当丝极间距增大时,电弧最高温度稍微呈现增大的趋势,等离子流速度最大值增大,压强的最大值先增大后...  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>