PHOENICS在焊接数值模拟中的应用

数值模拟是目前研究焊接行为最为有效的工具之一.结合焊接热过程的特点,介绍了大型通用商业软件PHOENICS在焊接热过程中的使用情况.PHOENICS包括三个模块化结构前处理、求解和后处理,可分别运行.以Gaussian热源的加载为例,介绍了其核心技术PHOENICS处理边界条件和源项的方法,为PHOENICS的进一步使用奠定了基础.     

MIG堆焊温度场有限元求解及验证

建立MIG堆焊过程的温度场模型,通过移动双椭球热源模型进行计算,考虑温度对材料性能参数以及工件表面散热条件的影响,并运用自适应网格技术,对模型进行数值分析,得到MIG堆焊过程的瞬态温度场和工件背面特征点的热循环曲线.并进行MIG平板堆焊的实际焊接试验,利用热电偶采集对应特征点的试验数据并与模拟结果进行对比比较.结果表明...     

激光表面合金化制备TiC/Ti复合涂层的组织与性能

利用激光表面合金化技术在工业纯钛表面制备TiC/Ti复合涂层,并对复合涂层的组织与性能进行了分析和测试,对TiC的合成机理进行了探讨.研究结果表明,复合涂层由合金化层和热影响区组成.合金化层由TiC和α′-Ti构成,TiC的生长形貌包括树枝状、十字花瓣状、胞枝状以及针状,热影响区主要由α-′Ti构成.合金化层的平均显微硬度为HV 420.TiC的合成过程分为三个阶段:激光辐照时,固态C颗粒迅速扩散至激光熔池并被液态Ti包围;首先固-液结合界面处的Ti和C直接反应形成TiCx,随后液Ti扩散并穿过TiCx层与剩余的C进行反应,直至TiCx中C的浓度达到TiC中C的浓度,生成的TiC溶于液相中;快速凝固过程中,TiC从溶液中析出并长大.     

铝钢焊接界面金属间化合物形成的热力学分析

以热力学基本定律为基础,建立铝/镀锌钢板异种金属焊接接头界面金属间化合物形成的吉布斯自由能变化计算模型.应用所开发的计算和绘图程序,得到铝/镀锌钢板异种金属焊接接头界面处Al-Fe金属间化合物相形成的标准吉布斯自由能变化与温度关系的图形,分析在焊接接头界面处可能形成的Al-Fe金属间化合物相的种类,并与焊接实验结果进行比较.模拟结果表明:在Al-Fe界面上形成Fe2Al5和FeAl3金属间化合物,与实验结果基本一致,所建立的热力学模型是合理的.     

耦合电弧AA-TIG焊的骤冷效果

为获得耦合电弧AA-TIG焊高温熔池中氧元素的分布状态,以水作为冷却介质,采用骤冷法从试件底部对高温熔池进行冷却.喷水冷却时间分别为熄弧前1、0.8、0.6、0.4、0.2、0s.分别从试件表面温度变化、熔深和显微组织3个方面对以上6组试验与常温冷却的试样进行对比研究.结果表明:与常温冷却相比,骤冷使得熔池温度突然下降,起到了骤冷效果;在熄弧前0.4s进行喷水骤冷时,冷却效果最好,几乎不影响焊缝熔深,并且柱状晶基本从底部生长到了试件表面.     

不锈钢薄板TIG焊三维熔池数值模拟与测量

以TIG焊熔池为研究对象,建立不锈钢薄板三维移动TIG焊熔池的数学模型.模型中考虑浮力、电磁力、表面张力、边界条件和热物性参数.利用Fluent软件,求解控制方程组,得到不锈钢薄板TIG焊接过程运动的熔池形状、温度场和流场.并用激光器发射激光点阵到电弧下方工件,由熔池表面镜面反射于成像屏上,高速摄像获得反射的激光点阵,通过数据恢复处理得到熔池边缘信息,用模拟结果进行对比分析.结果表明,所建立的三维运动熔池的模型是准确的,模拟所获得的1 820K等温线与试验获得的熔池边缘吻合良好,模拟熔池截面与熔透焊缝截面形态也有着较好的吻合.     

铝合金脉冲MIG焊干伸长二自由度PID控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中干伸长的二自由度PID控制进行研究.在设计送丝速度阶跃对干伸长响应,获得辨识模型的基础上,分别采用二自由度PID和常规PID算法,在最佳参数条件下对其控制效果进行对比仿真.在仿真结果的基础上利用Matlab/Simulink、采用xPCTarget的实时目标环境进行焊接,建立基于二自由度P...     

旁路耦合电弧MIG焊熔池边缘提取算法

对一种新型高效多弧焊接方法——旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)在连续大电流焊接条件下的焊接熔池图像进行被动视觉采集和熔池边缘提取算法研究,为降低熔池周围电弧信号对边缘提取结果的影响,提出一种新的图像预处理算法,并在对比6种微分算子边缘提取结果的基础上,提出一种新的熔池边缘提取算法.结果表明:新的图像预处理算法可以...     

DEFORM平台下奥氏体不锈钢压缩热变形有限元模拟

有限元模拟往往只能根据软件自带的资料库进行材料的力学定义,误差较大.利用实际实验数据,对材料力学性能进行重新定义可以使模拟结果更加接近实际生产.本文基于304不锈钢单道次高温压缩热变形试验,得出真应力-应变曲线,并由此建立各个温度下的数值模型,对304不锈钢材料的力学性能进行定义,并提供更加准确的经验公式.     

低碳钢高效TIG焊的活性剂研制

针对低碳钢研制了由卤化物，ＳｉＯ２ 和 Ｃｒ２Ｏ３等组成的高效 ＴＩＧ 焊活性剂，分析了各单一活性剂对焊接熔深的影响规律，并利用正交试验法对多组元配方进行了研究，得出了各组元的质量分数变化对焊接溶深的影响规律．所得到的配方可使焊接溶深增加３倍，并可以将１２ ｍｍ厚的低碳钢钢板对接一次焊透。