TIG焊是現(xiàn)代制造業(yè)中,尤其是在鍋爐、壓力容器和承壓管道等重要構(gòu)件的制造中,應(yīng)用最為廣泛的焊接技術(shù)之一,是單面焊雙面成形中打底焊最重要的焊接方法。而在實際生產(chǎn)中,打底焊通常為預(yù)留間隙的對接焊,間隙對于保證熔透和背面良好成形起到至關(guān)重要的作用。因此,利用數(shù)值模擬的方法研究預(yù)留間隙的對接焊過程可以實現(xiàn)整個焊接過程的定量分析,了解焊接熱過程以及熔池流場的動態(tài)行為,對于深入理解間隙對熔池的傳熱與傳質(zhì)作用,進而了解間隙對焊接過程及焊接質(zhì)量的影響具有重要的意義。建立了預(yù)留對接間隙的TIG焊熔池三維瞬態(tài)傳質(zhì)傳熱數(shù)值分析模型。通過引入電弧熱流和電弧壓力的控制函數(shù),建立了預(yù)留對接間隙的TIG焊過程中隨熔池自由表面變形自適應(yīng)變化的電弧熱和電弧壓力模型,簡化了對接間隙和熔池表面變形對電弧熱流和電弧壓力分布的復(fù)雜影響,考慮了少量電弧穿過間隙后,總熱輸入的守恒和總電弧壓力的守恒。采用ICEM CFD軟件劃分計算網(wǎng)格,利用ANSYS FLUENT軟件進行模擬計算。通過VOF方法追蹤熔池界面,采用PISO算法進行求解。分別模擬計算了無預(yù)留間隙和預(yù)留間隙為0.4mm、0.6mm、0.8mm的焊接過程,以及預(yù)留間隙為0... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１高斯分布的熱源示意圖（如為電弧作用范圍）ｌ１３】??

隨著后來的學(xué)者［５３］研究發(fā)現(xiàn)，對稱體熱源所計算的溫度場與實際并不相符，??而是電弧中心前面溫度上升迅速，電弧中心后面溫度梯度較小。在此研宄基礎(chǔ)上，??提出了雙橢球熱源分布模型，由兩個四分之一橢球組成。如圖１．２為雙橢球熱源??模型示意圖。??４??

；：ｒｖ＾ｒ??ｎ??圖１．３?ＰＡＷ熱源分布示意圖１５５］??如圖１．３所示為計算等離子弧焊接瞬態(tài)溫度場的熱源模型。隨著焊接的進行??形成等離子小孔，等離子體通過小孔穿透工件，因此可以將小孔作為體積熱源，??從而間接考慮了電弧力和熔池流場的作用，模擬分析了小孔等離子弧焊接從起弧??到準穩(wěn)態(tài)的瞬時過程，并通過實驗驗證了計算出的焊縫橫斷面形狀，并且達到準??穩(wěn)態(tài)的時間也與實驗結(jié)果一致。??１．２．３焊接熔池流動數(shù)值模擬現(xiàn)狀??Ｓ．ＫＯＵｌＷ建立了三維的ＴＩＧ焊熔池流動及傳質(zhì)傳熱模型，忽略了熔池的表??面變形，計算了?３．２ｍｍ厚的６０６１鋁板焊接過程中的溫度場和流場。對其計算結(jié)??果分析得出，熔池中液態(tài)金屬在電磁力的作用下，流動方向向下，熔池表面的電??弧熱傳遞到熔池底部，熔深更大；而表面張力和浮力則對液態(tài)金屬向下流動起阻??礙作用

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]高速GTAW焊縫表面成形缺陷的形成機理及其抑制措施[D]. 孟祥萌.山東大學(xué) 2017
[2]高速GMAW焊縫咬邊缺陷形成機理及其抑制措施的研究[D]. 宗然.山東大學(xué) 2017
[3]全熔透GTAW熔池形態(tài)數(shù)值模擬精度的改進[D]. 趙明.山東大學(xué) 2006
[4]全熔透TIG焊接熔池形態(tài)瞬時行為的數(shù)值模擬[D]. 趙朋成.山東大學(xué) 2003

碩士論文
[1]激光+GMAW復(fù)合熱源焊接熔池與小孔動態(tài)行為的數(shù)值模擬[D]. 張皓庭.山東大學(xué) 2015



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