鋁合金材料是實(shí)現(xiàn)輕量化制造的一種前景十分廣闊的工程材料,而各種脈沖型熔化極氣體保護(hù)焊以其成本低、效率高等優(yōu)勢被廣泛用于鋁合金薄板的焊接領(lǐng)域。但焊接過程中熔滴沖擊及熔池壁面約束對焊縫成形、顯微組織及元素分布等的影響機(jī)理尚未明確。本文以6061鋁合金為實(shí)驗(yàn)材料,綜合采用不同焊接工藝參數(shù)和條件包括調(diào)制多種電流波形、施加不同底壁支撐、改變焊槍傾角、更換焊絲直徑等系統(tǒng)研究了熔滴沖擊及熔池底壁壁面約束對焊縫輪廓成形及組織性能的影響。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）通過調(diào)整焊槍傾角及分析不同區(qū)域元素分布特征研究了橫截面內(nèi)熔滴沖擊驅(qū)動的流體流動對6061（Al-Mg-Si系）鋁合金焊縫輪廓、晶粒形態(tài)及元素分布的影響機(jī)理;開展了不同低頻頻率調(diào)制電流波形的雙脈沖焊接實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步研究了焊縫縱截面內(nèi)熔滴沖擊驅(qū)動的流體流動對晶粒形態(tài)及成分分布特征的影響。為準(zhǔn)確表征焊縫成分含量變化及鑒于現(xiàn)有兩種稀釋率計(jì)算方法結(jié)果不一致,本文提出了一種可用于多合金成分總和稀釋率計(jì)算的新方法。結(jié)果表明:由于熔滴沖擊驅(qū)動的金屬熔液在熔池各位置的攪拌強(qiáng)度不同,其對應(yīng)區(qū)域的晶粒形態(tài)及合金元素含量均差異顯著。以橫截面內(nèi)指狀熔深焊縫為例,輪廓窄... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

熔滴進(jìn)入熔池前后的速度與溫度[29]

指狀熔深[46]

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文6圖1-3熔池壁面流模型示意圖[42]Figure1-3Schematicofwalljetmodel關(guān)于駝峰焊道機(jī)理中的壁面流理論，國內(nèi)也有諸多單位對其進(jìn)行了深入研究，如山東大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、江蘇科技大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)，如山東大學(xué)的武傳松和胡志坤等學(xué)者[51,52]同樣通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在GMAW焊中高速熔滴在撞擊熔池前側(cè)熔池壁后，其驅(qū)動帶有較大動量的后向液體流是產(chǎn)生駝峰焊道的主要原因。但由于通過實(shí)驗(yàn)觀測只能定性解釋，因此陳姬和武傳松等人[53]在壁面流的基礎(chǔ)上開發(fā)了熔滴沖擊熔池后驅(qū)動熔池內(nèi)金屬熔液后向流動的數(shù)值分析模型，并通過進(jìn)行多組工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)，證明該模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠基本吻合。此外，Meng和Qin等學(xué)者通過開發(fā)三維非穩(wěn)態(tài)仿真模型對GTAW焊接中駝峰焊道的形成過程進(jìn)行了模擬，結(jié)果顯示熔池表面變形以及凹陷區(qū)的增長是誘發(fā)駝峰形成的初始條件，且前部的金屬熔液主要通過橫向的兩側(cè)通道流至熔池尾部[54]，如圖1-4所示。a)計(jì)算的溫度與流速場[54]b)駝峰形成過程中的熔池流動[54]圖1-4熔池內(nèi)兩側(cè)金屬熔液流動通道Figure1-4Sidechannelsformoltenmetalinweldpool同樣基于壁面流理論，上海交通大學(xué)吳東升及華學(xué)明等人[55]通過對高速GMAW中駝峰形成過程進(jìn)行數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，雖然較大動量的后向液體流可以促使熔池尾部的金屬熔液堆積、長大，但熔池同時會受到不均勻的表面張力法向力作用而收縮。但當(dāng)焊接電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]馬氏體時效鋼激光選區(qū)熔化成型機(jī)理及其控性研究[D]. 白玉超.華南理工大學(xué) 2018
[5]雙脈沖熔化極氣體保護(hù)焊三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬與工藝研究[D]. 王磊磊.華南理工大學(xué) 2018
[6]高速GTAW焊縫表面成形缺陷的形成機(jī)理及其抑制措施[D]. 孟祥萌.山東大學(xué) 2017
[7]鋁合金脈沖MIG焊電流高斯波調(diào)制方法研究[D]. 朱強(qiáng).華南理工大學(xué) 2017
[8]高低頻脈沖耦合振蕩對鋁合金DP-GMAW焊縫成形的影響機(jī)制研究[D]. 劉安華.上海交通大學(xué) 2014

碩士論文
[1]高速GMAW焊接駝峰焊道的產(chǎn)生過程及抑制[D]. 胡志坤.山東大學(xué) 2009



本文編號：3362096