MIG焊接因其高效率、適用范圍廣等優(yōu)勢成為工業(yè)焊接方法的首選,改善MIG焊接的工藝特性是提高焊接質(zhì)量的重要方向,通過模擬的方式取代傳統(tǒng)重復(fù)大量的焊接試驗,從而進行參數(shù)和工藝的優(yōu)化。這一技術(shù)越來越受到重視。另一方面,焊接的效率和質(zhì)量,直接受到焊接過程中電弧的特性及熔滴過渡的優(yōu)劣的影響,研究焊接電弧及熔滴過渡行為日益重要。本文運用Fluent軟件分別對氬氣和氦氣保護下的MIG焊焊接電弧進行了模擬,在模擬過程中通過設(shè)置合理的邊界條件,模擬結(jié)果可以達到很高的精確度,不存在軟件測量過程中的誤差,而且結(jié)果可以得到電弧的溫度場、等離子體流場等多種變量,便于進行多角度的分析,且可以對這兩種氣體保護下的電弧行為進行對比分析。本文根據(jù)實際焊接過程的實驗條件,在考慮計算過程中,先忽略熔滴過渡和鞘層對電弧的影響,建立符合條件的二維軸對稱的電弧數(shù)學(xué)模型,通過三大流體方程和麥克斯韋方程組的有效結(jié)合,在等離子體相關(guān)知識的基礎(chǔ)上,設(shè)定合理的邊界條件,選取合理的計算方法,模擬了有無輻射和不同電流下的氬氣和氦氣電弧。氬氣和氦氣保護下的MIG焊電弧模擬的結(jié)果表明:在考慮輻射的情況下,電弧溫度會有明顯的下降,電弧弧態(tài)發(fā)生收縮...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及其意義
    1.2 焊接數(shù)值模擬的發(fā)展
    1.3 研究內(nèi)容及意義
第二章 焊接數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
    2.1 電弧基礎(chǔ)及其研究進展
    2.2 熔滴過渡理論及其研究進展
        2.2.1 靜力平衡理論(SFBM)
        2.2.2 電磁收縮不穩(wěn)定理論(PIT)
        2.2.3 質(zhì)量—彈簧理論
        2.2.4 能量最小理論
        2.2.5 流體力學(xué)理論
    2.3 數(shù)值模擬方法及軟件介紹
        2.3.1 Gambit介紹
        2.3.2 Fluent介紹
        2.3.3 Tecplot介紹
    2.4 光譜簡介
    2.5 小結(jié)
第三章 電弧模型的建立
    3.1 數(shù)學(xué)模型
    3.2 基本假設(shè)
    3.3 控制方程組
    3.4 邊界條件
    3.5 計算參數(shù)
    3.6 焊接參數(shù)
    3.7 小結(jié)
第四章 電弧模擬計算結(jié)果分析與光譜分析
    4.1 輻射對溫度場的影響
    4.2 電流大小對溫度場的影響
    4.3 等離子體流速分布與氣體保護機制
    4.4 鐵蒸汽摩爾分布
    4.5 焊接電弧的光譜分析
        4.5.1 介紹
        4.5.2 結(jié)果分析
    4.6 小結(jié)
第五章 熔滴過渡模型建立及其結(jié)果
    5.1 基本假設(shè)與控制方程
        5.1.1 基本假設(shè)
        5.1.2 控制方程
        5.1.3 關(guān)于流體體積函數(shù)(VOF)
        5.1.4 主要參數(shù)
    5.2 熔滴過渡模型的建立及網(wǎng)格劃分
    5.3 熔滴受力分析
    5.4 結(jié)果討論與分析
    5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3869575