焊接熔池成形是焊縫質(zhì)量研究的關(guān)鍵,焊接參數(shù)變化直接決定焊接熔池動(dòng)態(tài)行為,旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊接由于焊絲旋轉(zhuǎn)帶來許多新特性,因此,其熔池動(dòng)態(tài)特性有待研究。首先,根據(jù)流體分析的相關(guān)理論,在FLOW-3D軟件中,分別建立了GWAM平堆焊與旋轉(zhuǎn)電弧傳感器平堆焊仿真模型。對(duì)GWAM平堆焊短路過渡熔池三維動(dòng)態(tài)成形特性進(jìn)行了研究,并重點(diǎn)研究了定向熱源與非定向熱源對(duì)焊接過程熔池成形特性的影響,獲得了其溫度場(chǎng)以及流場(chǎng)分布。發(fā)現(xiàn)GWAM平堆焊短路過渡熔池成形過程中,高溫區(qū)域由熱源中心向周邊低溫區(qū)域擴(kuò)散,液態(tài)金屬活性隨著溫度的降低而減弱;熱源傾角直接影響熔池內(nèi)部高溫區(qū)域的位置,溫度高能量強(qiáng),液態(tài)金屬活躍,導(dǎo)致此處的熔池深度超過低溫區(qū)域,熔池底部邊界非規(guī)則弧面。其次,對(duì)旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池三維動(dòng)態(tài)成形數(shù)值進(jìn)行計(jì)算,獲得了其溫度場(chǎng)以及流場(chǎng)分布,并對(duì)不同旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)電弧焊接三維熔池成形數(shù)值進(jìn)行計(jì)算,對(duì)比分析仿真得到的熔池成形過程中區(qū)域溫度變化和液態(tài)金屬流動(dòng)變化的規(guī)律,得出了旋轉(zhuǎn)頻率對(duì)焊接三維熔池成形的影響規(guī)律以及旋轉(zhuǎn)頻率優(yōu)質(zhì)范圍。最后,建立了旋轉(zhuǎn)電弧焊接試驗(yàn)平臺(tái),確定了試驗(yàn)過程中設(shè)備與工件材料Q235-A的具體參...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 課題研究目的及意義
    1.3 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 焊接熔池國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 TIG焊焊接熔池研究發(fā)展情況
        1.4.2 MIG焊焊接熔池行為數(shù)值模擬研究發(fā)展
        1.4.3 GMAW焊焊接熔池行為數(shù)值模擬研究發(fā)展
        1.4.4 激光接焊熔池?cái)?shù)值模擬研究發(fā)展
    1.5 研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第2章 短路過渡熔池?cái)?shù)值模擬仿真理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 GWAM短路過渡焊接熔池模型
    2.3 旋轉(zhuǎn)電弧短路過渡焊接熔池模型
    2.4 焊接熔池流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.4.1 質(zhì)量守恒方程
        2.4.2 動(dòng)量守恒方程
        2.4.3 能量守恒方程
        2.4.4 流體壓縮性分析
    2.5 焊接熔池成形熱力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.5.1 熱傳導(dǎo)
        2.5.2 熱對(duì)流
        2.5.3 熱輻射
        2.5.4 熔化凝固
        2.5.5 熔池中自由表面的處理(VOF方法分析)
    2.6 焊接熔池中體積力加載
        2.6.1 熔池自由表面壓力
        2.6.2 熔池表面浮力加載
        2.6.3 熔池表面電磁力加載
    2.7 焊接熔池模擬過程實(shí)現(xiàn)
        2.7.1 FLOW-3D軟件介紹
        2.7.2 模擬過程實(shí)現(xiàn)
    2.8 本章小結(jié)
第3章 GWAM平堆焊短路過渡熔池成形數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 GMAW平堆焊焊接模型的基本假設(shè)
    3.3 控制方程組
        3.3.1 質(zhì)量守恒方程
        3.3.2 動(dòng)量守恒方程
        3.3.3 能量守恒方程
    3.4 幾何模型和材料的物性參數(shù)
        3.4.1 建立幾何模型
        3.4.2 材料的物性參數(shù)
    3.5 幾何模型的網(wǎng)格劃分
    3.6 邊界條件
    3.7 GMAW平堆焊短路過渡仿真結(jié)果分析
        3.7.1 模擬計(jì)算參數(shù)選擇
        3.7.2 GMAW平堆焊短路過渡熱源半徑
        3.7.3 定向熱源GMAW平堆焊短路過渡熔池成形仿真結(jié)果分析
        3.7.4 非定向熱源GMAW平堆焊短路過渡熔池成形仿真結(jié)果分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池成形仿真分析
    4.1 引言
    4.2 旋轉(zhuǎn)電弧焊接模型的基本假設(shè)和控制方程組
        4.2.1 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊模型的基本假設(shè)
        4.2.2 控制方程組
    4.3 幾何模型與邊界條件
    4.4 模擬計(jì)算參數(shù)選擇
    4.5 旋轉(zhuǎn)電弧焊接熱源半徑
    4.6 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池成形仿真結(jié)果分析
        4.6.1 旋轉(zhuǎn)電弧熔池仿真結(jié)果分析
        4.6.2 不同頻率旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池成形仿真結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池試驗(yàn)分析
    5.1 引言
    5.2 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊試驗(yàn)平臺(tái)及焊接工藝參數(shù)
    5.3 旋轉(zhuǎn)電弧平堆焊短路過渡熔池截面獲取
    5.4 不同旋轉(zhuǎn)頻率下旋轉(zhuǎn)電弧焊接熔池結(jié)果及分析
        5.4.1 10Hz下旋轉(zhuǎn)電弧焊接熔池結(jié)果對(duì)比分析
        5.4.2 15Hz下旋轉(zhuǎn)電弧焊接熔池結(jié)果對(duì)比分析
        5.4.3 20Hz下旋轉(zhuǎn)電弧焊接熔池結(jié)果對(duì)比分析
        5.4.4 25Hz下旋轉(zhuǎn)電弧焊接熔池結(jié)果對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3738633