水下濕法焊接電弧等離子體溫度及其組分研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-23 11:53
水下濕法焊接技術(shù)近年來(lái)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,在水中鋪設(shè)管道、水下構(gòu)件的修補(bǔ)、艦船的水下維修等都離不開(kāi)水下濕法焊接技術(shù),但水下濕法焊接工作環(huán)境復(fù)雜,焊接效果往往很不理想,很多研究都致力于從工藝方面進(jìn)行改善從而提高水下濕法焊接質(zhì)量,而對(duì)水下焊接的電弧的產(chǎn)生機(jī)理的相關(guān)研究則比較少,此外水下濕法焊接電弧等離子體組分直接影響焊接穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量,但對(duì)水下濕法焊接電弧等離子體組分的相關(guān)研究一直很少,更缺乏從光譜層面對(duì)水下濕法焊接電弧等離子體組分進(jìn)行診斷研究;诖,本文利用光譜分析的方法對(duì)水下濕法焊接引弧過(guò)程的電弧等離子體溫度和電子數(shù)密度進(jìn)行了研究,其計(jì)算結(jié)果可以為進(jìn)一步從電弧物理的角度探尋水下濕法焊接引弧過(guò)程的物理本質(zhì),引導(dǎo)并尋求更有效的引弧方法提供重要參考;進(jìn)一步利用光譜診斷的方法,結(jié)合水下濕法焊接的電弧燃燒過(guò)程,確定了計(jì)算電弧等離子體組分所需要考慮的主要元素,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)牛頓迭代法求解由Saha方程、電荷準(zhǔn)中性和方程原子守恒方程組成的方程組,計(jì)算得到各組分粒子的數(shù)密度。計(jì)算結(jié)果為從機(jī)理層面對(duì)水下濕法的電弧進(jìn)行研究奠定了基礎(chǔ),也為進(jìn)一步對(duì)水下濕法焊接電弧熱力學(xué)屬性及輻射屬性等參數(shù)的研究提...
【文章來(lái)源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:110 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 論文研究的目的及意義
1.2 水下濕法焊接電弧光譜診斷及等離子體組分研究現(xiàn)狀
1.2.1 水下濕法焊接研究現(xiàn)狀
1.2.2 電弧等離子體光譜檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 電弧等離子體溫度研究現(xiàn)狀
1.2.4 電弧等離子體組分研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文研究重點(diǎn)及難點(diǎn)
第二章 水下濕法焊接電弧光譜診斷及等離子體組分計(jì)算原理
2.1 水下濕法焊接引弧物理過(guò)程
2.2 電弧等離子體輻射、平衡性質(zhì)及輻射光譜
2.2.1 電弧等離子體的輻射
2.2.2 等離子體平衡性質(zhì)
2.2.3 電弧等離子體輻射光譜
2.3 水下濕法焊接電弧等離子體溫度場(chǎng)計(jì)算
2.4 水下濕法焊接電弧等離子體電子密度計(jì)算
2.5 水下濕法焊接等離子體組分計(jì)算
2.6 本章小節(jié)
第三章 水下濕法焊接電弧光譜診斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
3.1.1 壓力罐設(shè)計(jì)
3.1.2 空氣壓縮機(jī)
3.1.3 加壓自鎖裝置
3.1.4 過(guò)濾器
3.1.5 接線法蘭
3.1.6 水下焊接平臺(tái)設(shè)計(jì)
3.2 水下濕法焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.2 控制面板設(shè)計(jì)
3.2.3 控制柜的設(shè)計(jì)
3.2.4 監(jiān)控系統(tǒng)
3.3 電弧光譜診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1 電信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.2 光譜信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.3 同步采集的實(shí)現(xiàn)
3.4 高速攝像系統(tǒng)
3.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作過(guò)程
3.6 本章小結(jié)
第四章 水下濕法焊接電弧光譜檢測(cè)及溫度計(jì)算
4.1 水下濕法焊接引弧過(guò)程界定
4.1.1 引弧過(guò)程分析
4.1.2 引弧過(guò)程光譜采集
4.2 水下濕法焊接引弧過(guò)程電弧溫度研究
4.2.1 等離子體譜線的選取標(biāo)準(zhǔn)
4.2.2 實(shí)驗(yàn)中選取的譜線
4.2.3 引弧溫度計(jì)算
4.3 不同水深條件引弧溫度計(jì)算及分析
4.3.1 20m水深引弧溫度計(jì)算
4.3.2 40m水深引弧溫度計(jì)算
4.4 水流條件下引弧溫度計(jì)算及分析
4.5 水下濕法焊接引弧過(guò)程電子數(shù)密度計(jì)算
4.6 本章小節(jié)
第五章 水下濕法焊接等離子體組分計(jì)算
5.1 水下濕法焊接反應(yīng)過(guò)程分析
5.2 水下濕法焊接等離子體組分光譜診斷
5.3 水下濕法焊接電弧等離子體組分確定
5.4 配分函數(shù)的計(jì)算
5.4.1 配分函數(shù)的意義及計(jì)算模型
5.4.2 原子的配分函數(shù)
5.4.3 分子的配分函數(shù)
5.5 水下濕法焊接電弧等離子體守恒方程
5.6 計(jì)算結(jié)果與分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文的主要結(jié)論
6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海洋經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系[J]. 寇佳麗,杜軍. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2019(05)
[2]水下濕法手工自蔓延焊接技術(shù)[J]. 韓鳳起,李志尊,孫立明,馬云鶴,申超. 焊接學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]局部干法水下焊接技術(shù)的發(fā)展[J]. 韓雷剛,鐘啟明,陳國(guó)棟,張芩,王振民. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(07)
[4]海洋石油工程水下焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 方堃. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2018(09)
[5]水下濕法焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 馬云鶴,李志尊,孫立明,韓鳳起. 熱加工工藝. 2018(17)
[6]GMAW電弧等離子體平衡成分計(jì)算及其在光譜學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王飛,李桓,楊珂,TEULET Philippe,CRESSAULT Yann. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(07)
[7]基于X射線高速攝像水下焊接熔滴過(guò)渡分析[J]. 杜永鵬,郭寧,馮吉才. 焊接學(xué)報(bào). 2017(10)
[8]焊接電弧監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 蔣凡,李元鋒,陳樹(shù)君. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]不同水下環(huán)境介質(zhì)對(duì)水下焊接電弧等離子體成分及溫度的影響[J]. 郭偉,郭寧,杜永鵬,王甫,馮吉才. 焊接學(xué)報(bào). 2016(10)
[10]水下焊接技術(shù)研究[J]. 曾檑,胡淋翔,蘇迎. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]焊接電弧引燃過(guò)程的機(jī)理分析[D]. 石里男.北京工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]海洋工程用鋼水下焊接工藝及接頭性能的研究[D]. 孫坤.華南理工大學(xué) 2018
[2]大氣壓下空氣電弧組分與折射率計(jì)算及其在莫爾偏折中的應(yīng)用[D]. 邱德川.西南交通大學(xué) 2017
[3]基于莫爾偏折的弓網(wǎng)電弧等離子體參數(shù)研究[D]. 胡海星.西南交通大學(xué) 2017
[4]帶水焊接電弧及焊接工藝研究[D]. 戴迪.山東大學(xué) 2016
[5]硼酸環(huán)境對(duì)水下濕法焊接過(guò)程及質(zhì)量的影響研究[D]. 郭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]多股同心藥芯水下焊條的研制[D]. 宋運(yùn)杰.大連海事大學(xué) 2015
[7]環(huán)境壓力對(duì)TIG焊接過(guò)程的影響研究[D]. 楊曉鋒.北京化工大學(xué) 2014
[8]基于標(biāo)準(zhǔn)溫度法TIG電弧溫度場(chǎng)診斷技術(shù)研究[D]. 斯紅.上海交通大學(xué) 2013
[9]水下濕法焊條電弧焊焊接工藝性研究[D]. 馬兆龍.天津大學(xué) 2012
[10]E40鋼藥芯焊絲水下濕法焊接工藝研究[D]. 劉一搏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3202474
【文章來(lái)源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:110 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 論文研究的目的及意義
1.2 水下濕法焊接電弧光譜診斷及等離子體組分研究現(xiàn)狀
1.2.1 水下濕法焊接研究現(xiàn)狀
1.2.2 電弧等離子體光譜檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 電弧等離子體溫度研究現(xiàn)狀
1.2.4 電弧等離子體組分研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文研究重點(diǎn)及難點(diǎn)
第二章 水下濕法焊接電弧光譜診斷及等離子體組分計(jì)算原理
2.1 水下濕法焊接引弧物理過(guò)程
2.2 電弧等離子體輻射、平衡性質(zhì)及輻射光譜
2.2.1 電弧等離子體的輻射
2.2.2 等離子體平衡性質(zhì)
2.2.3 電弧等離子體輻射光譜
2.3 水下濕法焊接電弧等離子體溫度場(chǎng)計(jì)算
2.4 水下濕法焊接電弧等離子體電子密度計(jì)算
2.5 水下濕法焊接等離子體組分計(jì)算
2.6 本章小節(jié)
第三章 水下濕法焊接電弧光譜診斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
3.1.1 壓力罐設(shè)計(jì)
3.1.2 空氣壓縮機(jī)
3.1.3 加壓自鎖裝置
3.1.4 過(guò)濾器
3.1.5 接線法蘭
3.1.6 水下焊接平臺(tái)設(shè)計(jì)
3.2 水下濕法焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.2 控制面板設(shè)計(jì)
3.2.3 控制柜的設(shè)計(jì)
3.2.4 監(jiān)控系統(tǒng)
3.3 電弧光譜診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1 電信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.2 光譜信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.3 同步采集的實(shí)現(xiàn)
3.4 高速攝像系統(tǒng)
3.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作過(guò)程
3.6 本章小結(jié)
第四章 水下濕法焊接電弧光譜檢測(cè)及溫度計(jì)算
4.1 水下濕法焊接引弧過(guò)程界定
4.1.1 引弧過(guò)程分析
4.1.2 引弧過(guò)程光譜采集
4.2 水下濕法焊接引弧過(guò)程電弧溫度研究
4.2.1 等離子體譜線的選取標(biāo)準(zhǔn)
4.2.2 實(shí)驗(yàn)中選取的譜線
4.2.3 引弧溫度計(jì)算
4.3 不同水深條件引弧溫度計(jì)算及分析
4.3.1 20m水深引弧溫度計(jì)算
4.3.2 40m水深引弧溫度計(jì)算
4.4 水流條件下引弧溫度計(jì)算及分析
4.5 水下濕法焊接引弧過(guò)程電子數(shù)密度計(jì)算
4.6 本章小節(jié)
第五章 水下濕法焊接等離子體組分計(jì)算
5.1 水下濕法焊接反應(yīng)過(guò)程分析
5.2 水下濕法焊接等離子體組分光譜診斷
5.3 水下濕法焊接電弧等離子體組分確定
5.4 配分函數(shù)的計(jì)算
5.4.1 配分函數(shù)的意義及計(jì)算模型
5.4.2 原子的配分函數(shù)
5.4.3 分子的配分函數(shù)
5.5 水下濕法焊接電弧等離子體守恒方程
5.6 計(jì)算結(jié)果與分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文的主要結(jié)論
6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與海洋經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系[J]. 寇佳麗,杜軍. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2019(05)
[2]水下濕法手工自蔓延焊接技術(shù)[J]. 韓鳳起,李志尊,孫立明,馬云鶴,申超. 焊接學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]局部干法水下焊接技術(shù)的發(fā)展[J]. 韓雷剛,鐘啟明,陳國(guó)棟,張芩,王振民. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(07)
[4]海洋石油工程水下焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 方堃. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2018(09)
[5]水下濕法焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 馬云鶴,李志尊,孫立明,韓鳳起. 熱加工工藝. 2018(17)
[6]GMAW電弧等離子體平衡成分計(jì)算及其在光譜學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王飛,李桓,楊珂,TEULET Philippe,CRESSAULT Yann. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(07)
[7]基于X射線高速攝像水下焊接熔滴過(guò)渡分析[J]. 杜永鵬,郭寧,馮吉才. 焊接學(xué)報(bào). 2017(10)
[8]焊接電弧監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 蔣凡,李元鋒,陳樹(shù)君. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]不同水下環(huán)境介質(zhì)對(duì)水下焊接電弧等離子體成分及溫度的影響[J]. 郭偉,郭寧,杜永鵬,王甫,馮吉才. 焊接學(xué)報(bào). 2016(10)
[10]水下焊接技術(shù)研究[J]. 曾檑,胡淋翔,蘇迎. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(12)
博士論文
[1]焊接電弧引燃過(guò)程的機(jī)理分析[D]. 石里男.北京工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]海洋工程用鋼水下焊接工藝及接頭性能的研究[D]. 孫坤.華南理工大學(xué) 2018
[2]大氣壓下空氣電弧組分與折射率計(jì)算及其在莫爾偏折中的應(yīng)用[D]. 邱德川.西南交通大學(xué) 2017
[3]基于莫爾偏折的弓網(wǎng)電弧等離子體參數(shù)研究[D]. 胡海星.西南交通大學(xué) 2017
[4]帶水焊接電弧及焊接工藝研究[D]. 戴迪.山東大學(xué) 2016
[5]硼酸環(huán)境對(duì)水下濕法焊接過(guò)程及質(zhì)量的影響研究[D]. 郭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]多股同心藥芯水下焊條的研制[D]. 宋運(yùn)杰.大連海事大學(xué) 2015
[7]環(huán)境壓力對(duì)TIG焊接過(guò)程的影響研究[D]. 楊曉鋒.北京化工大學(xué) 2014
[8]基于標(biāo)準(zhǔn)溫度法TIG電弧溫度場(chǎng)診斷技術(shù)研究[D]. 斯紅.上海交通大學(xué) 2013
[9]水下濕法焊條電弧焊焊接工藝性研究[D]. 馬兆龍.天津大學(xué) 2012
[10]E40鋼藥芯焊絲水下濕法焊接工藝研究[D]. 劉一搏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3202474
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