局部干法橫向焊接工藝在水下結(jié)構(gòu)件的焊接中具有大量的應(yīng)用需求。然而,橫向焊接時熔滴和熔池受到重力的影響,容易造成上咬邊、下焊瘤的缺陷。局部干法焊接需要利用高壓氣體將焊槍周圍的水排開,高壓氣體產(chǎn)生的紊流風(fēng)場嚴重影響著電弧形態(tài)和熔滴過渡特性。因此,如何保證焊接質(zhì)量,成為制約局部干法橫焊工藝應(yīng)用的主要難題。為此,本文從排水罩內(nèi)的風(fēng)場特征、電弧形態(tài)、熔滴過渡特性、熔池行為等方面進行了研究,試圖揭示局部干法橫焊焊縫成形機理,為焊接質(zhì)量控制提供技術(shù)支持。對排水罩內(nèi)的風(fēng)場進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,進氣壓力大于0.05 MPa時,可以達到較好的排水效果。排水完成后,罩內(nèi)形成了一個向上的風(fēng)場,有利于支托下塌的熔池。制作了透明的排水罩,對排水過程、排水效果進行觀察。結(jié)果表明,排水罩可以較好的快速排水,罩內(nèi)的氣體流動情況與數(shù)值模擬結(jié)果較為一致。采用高速攝像對局部干法橫焊電弧行為進行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),局部干法環(huán)境下電弧亮度梯度較大。增大焊接電流使電弧的亮度、斑點區(qū)域、弧柱區(qū)尺寸增加,電弧的形狀從鐘罩型逐漸變成三角形,側(cè)風(fēng)對電弧影響減小。針對電流較大時,電弧空間存在大量鐵蒸汽的情況開展數(shù)值模擬,模擬結(jié)果表明,鐵蒸汽... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 局部干法的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 局部干法焊接工藝方法的研究
        1.2.2 局部干法焊接機理的研究
    1.3 橫向焊接的國內(nèi)外研究現(xiàn)
        1.3.1 橫向焊接焊縫成形特點
        1.3.2 橫向焊接焊縫成形控制策略
    1.4 壓力環(huán)境對電弧影響的研究現(xiàn)狀
    1.5 壓力環(huán)境下熔滴過渡特性的研究現(xiàn)狀
    1.6 基于焊縫跟蹤的電弧傳感研究現(xiàn)狀
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第二章 局部干法排水罩內(nèi)流場分析
    2.1 引言
    2.2 排水罩內(nèi)流場的數(shù)值模擬
        2.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立與網(wǎng)格劃分
        2.2.2 求解計算
        2.2.3 排水過程分析
        2.2.4 排水罩內(nèi)流場分析
    2.3 排水罩內(nèi)流場的驗證
    2.4 排水罩排水效果觀測
    2.5 本章小結(jié)
第三章 局部干法橫焊電弧行為研究
    3.1 引言
    3.2 局部干法GMAW典型的電弧形態(tài)
    3.3 焊接參數(shù)對電弧形態(tài)的影響
    3.4 局部干法條件下電弧的數(shù)值模擬
        3.4.1 建模與網(wǎng)格劃分
        3.4.2 電弧模擬模型的建立
        3.4.3 邊界條件
        3.4.4 材料熱物理屬性
        3.4.5 金屬蒸汽對電弧影響結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 局部干法橫焊熔滴過渡特性研究
    4.1 引言
    4.2 GMAW平焊的熔滴過渡形式
    4.3 橫焊的典型熔滴過渡形式
        4.3.1 短路過渡
        4.3.2 滴狀過渡
        4.3.3 射流過渡
    4.4 局部干法橫焊典型熔滴過渡形式
        4.4.1 短路過渡
        4.4.2 大滴過渡
        4.4.3 射流過渡
    4.5 本章小結(jié)
第五章 局部干法橫焊熔池實驗和數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 實驗系統(tǒng)
    5.3 焊縫成形特點
    5.4 數(shù)值模擬
        5.4.1 基本假設(shè)
        5.4.2 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
        5.4.3 控制方程
        5.4.4 材料的熱物理性能參數(shù)
        5.4.5 邊界條件
        5.4.6 焊接熱源
        5.4.7 熔池受力分析
    5.5 結(jié)果與討論
        5.5.1 普通橫焊條件下的熔池流場
        5.5.2 水深對橫焊熔池的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 局部干法橫焊電弧傳感特性
    6.1 引言
    6.2 實驗參數(shù)
    6.3 普通橫焊電弧特性分析
        6.3.1 側(cè)風(fēng)速度對電弧穩(wěn)定性的分析
        6.3.2 側(cè)風(fēng)速度對電弧傳感特性的分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 總結(jié)
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表論文和科研情況
致謝



本文編號：2896690