激光焊接熔池特性的三維數(shù)值模擬
本文選題:激光技術(shù) + 焊接 ; 參考:《鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)》2015年06期
【摘要】:為了對激光深熔焊接熔池特性進行三維解析模擬,基于一定的基本假設(shè)條件將焊接過程視為準穩(wěn)態(tài)過程,應(yīng)用激光焊接低碳鋼熔池形狀和溫度分布的三維控制數(shù)學(xué)模型,以求解相態(tài)轉(zhuǎn)變界面為基礎(chǔ),將對激光深熔焊接熔池特性的模擬簡化為對氣-液相界面和固-液相界面位置和溫度分布的積分方程的求解,得出了焊接試樣上的熔池幾何形狀和溫度分布情況.結(jié)果表明:熔池形狀相對光軸中心向后偏移,且熔池前沿壁陡峭,后沿壁過渡平滑;熔池深度和寬度隨著激光功率的增大同步增大,隨焊接速度的增加同步減小,隨光斑尺寸增大熔寬增大而熔深減小;熔池各層面上的最高溫度點均偏后于光束中心,等溫線分布密集表明激光焊接熱影響區(qū)窄.
[Abstract]:In order to simulate the weld pool characteristics of laser deep penetration welding, the welding process is regarded as a quasi-steady process based on some basic assumptions. The three-dimensional control mathematical model of weld pool shape and temperature distribution of laser welding low carbon steel is applied.Based on the solution of phase transition interface, the simulation of weld pool characteristics in laser deep penetration welding is simplified as the solution of the integral equation of the location and temperature distribution of gas-liquid interface and solid-liquid interface.The geometry and temperature distribution of the weld pool are obtained.The results show that the shape of the molten pool is shifted backward relative to the center of the optical axis, and the front wall of the molten pool is steep and the posterior transition is smooth, and the depth and width of the molten pool increase synchronously with the increase of laser power, and decrease with the increase of the welding speed.With the increase of the size of the spot, the penetration depth decreases, and the highest temperature points in each layer of the weld pool are inclined to the center of the beam. The dense isotherm distribution indicates that the heat affected zone of laser welding is narrow.
【作者單位】: 廈門理工學(xué)院機械與汽車工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項目(51405411) 福建省自然科學(xué)基金資助項目(2013J05085)
【分類號】:TG456.7
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 董其峰;鄢銼;廖先宇;;激光焊接鍍鋅鋼/冷軋鋼異種板材工藝試驗研究[J];激光技術(shù);2012年05期
【共引文獻】
相關(guān)期刊論文 前2條
1 徐磊;劉西霞;李慶福;胡光蓉;張屹;;高強鍍鋅鋼激光填粉焊接工藝試驗研究[J];激光技術(shù);2014年01期
2 張帆;李芳;華學(xué)明;王詩恩;褚衛(wèi)東;王大明;;冷軋復(fù)相鋼與低合金高強鋼差厚板激光拼焊的焊縫組織與力學(xué)性能研究[J];中國激光;2015年09期
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條
1 范聰;Hastelloy C-276/316L激光異質(zhì)焊接力學(xué)及腐蝕性能研究[D];大連理工大學(xué);2014年
2 王偉國;激光焊接工藝的應(yīng)用集成及方案優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2014年
【二級參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前5條
1 鄭啟光,辜建輝,王濤,王忠柯,陶星之,段愛琴;激光深熔焊接的熔池行為與焊接缺陷的研究[J];激光技術(shù);2000年02期
2 王家淳;激光焊接技術(shù)的發(fā)展與展望[J];激光技術(shù);2001年01期
3 伍強;徐蘭英;陳根余;龔金科;李力鈞;;CO_2激光焊接高強度鍍鋅板的試驗研究[J];激光技術(shù);2007年06期
4 龐銘;虞鋼;劉兆;鄭彩云;王立新;寧偉健;;K418與42CrMo異種金屬的激光穿透焊接[J];中國激光;2006年08期
5 張鏡斌,馬中偉,孫長濤,王佐平,趙彩霞;高功率激光焊接的應(yīng)用及發(fā)展[J];熱加工工藝;2005年03期
【相似文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 周遠遠,于治水;焊接熔池數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀[J];華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年02期
2 趙玉珍,史耀武;表面活性元素硫?qū)附尤鄢刂辛黧w流動方式和熔池深寬比的影響[J];鋼鐵研究學(xué)報;2004年04期
3 李玉斌;蒙大橋;劉柯釗;謝志強;;焊接熔池凝固過程組織演變模擬[J];焊接學(xué)報;2010年04期
4 張村亮;;焊接技能培訓(xùn)的關(guān)鍵是焊接熔池的控制[J];湖南農(nóng)機;2013年01期
5 張敏;汪強;李繼紅;李琳;;焊接熔池快速凝固過程的微觀組織演化數(shù)值模擬[J];焊接學(xué)報;2013年07期
6 孫俊生,王宏育;焊接熔池流場熱場數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];山東機械;1998年02期
7 劉習(xí)文;王國榮;石永華;鐘繼光;;焊接熔池傳感與控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J];焊接;2005年11期
8 ;焊接熔池的一次結(jié)晶及特點[J];電焊機;2008年09期
9 汪巖峰;劉南生;林浩亮;袁尤智;;基于結(jié)構(gòu)光投影的焊接熔池圖像獲取與處理[J];焊接學(xué)報;2008年10期
10 李夢醒;吳毅雄;蔡艷;孫大為;;圖像技術(shù)在焊接熔池特征參數(shù)提取中的研究進展及發(fā)展趨勢[J];熱加工工藝;2010年21期
相關(guān)會議論文 前10條
1 薛忠明;楊廣臣;張彥華;;焊接熔池三維熱流耦合分析數(shù)學(xué)模型[A];第十次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2001年
2 李來平;林濤;陳善本;楊學(xué)勤;徐愛杰;;焊接熔池表面反射圖模型的建立[A];第十一次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2005年
3 汪強;李繼紅;李琳;張敏;;基于元胞自動機的焊接熔池快速凝固過程的微觀組織模擬[A];第四屆數(shù)控機床與自動化技術(shù)高層論壇論文集[C];2013年
4 朱嘉琦;王洪亮;王鐵鈞;閆衛(wèi)東;;用攝相法測定焊接熔池尾部凝固裂紋啟裂的臨界局部應(yīng)變[A];第十次全國焊接會議論文集(第1冊)[C];2001年
5 高洪明;吳林;董紅剛;王明啟;劉占先;;浮力在焊接熔池流體流動中的作用[A];第十次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2001年
6 郎玉友;陳善本;林濤;陳文杰;;基于視覺傳感弧焊機器人焊接熔池實時控制[A];第十一次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2005年
7 汪強;李繼紅;吳偉剛;張敏;;基于元胞自動機法的焊接熔池凝固的微觀組織模擬技術(shù)現(xiàn)狀[A];第四屆數(shù)控機床與自動化技術(shù)高層論壇論文集[C];2013年
8 羅鍵;吳毅雄;王雅生;賈昌申;薛錦;;電磁攪拌焊接熔池流體流動行為的研究[A];第十次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2001年
9 高進強;張敏;武傳松;;MAG焊接熔池的激光頻閃視覺檢測[A];第十一次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];2005年
10 趙冬斌;陳善本;吳林;;脈沖GTAW填絲過程中焊接熔池表面高度的提取[A];第九次全國焊接會議論文集(第2冊)[C];1999年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條
1 雷玉成;焊接熔池動態(tài)過程及電弧能量分布的數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2006年
2 馬瑞;鎳基合金焊接熔池凝固過程微觀組織模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年
3 趙玉珍;焊接熔池的流體動力學(xué)行為及凝固組織模擬[D];北京工業(yè)大學(xué);2004年
4 占小紅;Ni-Cr二元合金焊接熔池枝晶生長模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年
5 孫俊華;受控脈沖穿孔PAW焊接熔池與小孔瞬時演變行為的數(shù)值分析[D];山東大學(xué);2012年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 霍丹;焊接熔池中的流體力學(xué)方程數(shù)值模擬研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年
2 周世杰;A304不銹鋼激光焊接熔池溫度場和流場數(shù)值模擬研究[D];天津理工大學(xué);2015年
3 吳t,
本文編號:1746253
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/1746253.html