【摘要】：能源的過(guò)度消耗和資源的浪費(fèi)嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,焊接過(guò)程是高能耗、高資源消耗的過(guò)程,有效的減少焊接過(guò)程中的能源和資源浪費(fèi)具有十分重要的意義。數(shù)值模擬過(guò)程是進(jìn)行虛擬的物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過(guò)程。它不僅可以大大縮短實(shí)驗(yàn)周期,顯著降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,而且可以實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)模擬,從而有效的減少能源和資源的浪費(fèi)。激光焊接和壓力容器裂紋補(bǔ)焊過(guò)程都存在高能耗問(wèn)題。利用數(shù)值模擬可以有效的降低焊接過(guò)程中能量消耗,減少焊接試驗(yàn)次數(shù),達(dá)到低成本、高收益的目的。本文以A304不銹鋼的激光焊接過(guò)程和壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程為研究對(duì)象,運(yùn)用焊接試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,探究激光焊接過(guò)程和壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程中溫度場(chǎng)、流場(chǎng)和熔池受力的規(guī)律,揭示焊接路徑對(duì)熔池流動(dòng)和溫度場(chǎng)的影響。闡述了A304不銹鋼激光焊接過(guò)程焊速、功率和熱源對(duì)溫度場(chǎng)影響的分布規(guī)律。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)A304不銹鋼激光焊接過(guò)程溫度場(chǎng)的分布規(guī)律和熔池形狀進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究探討A304不銹鋼激光焊接過(guò)程中焊接速度、激光功率、熱源對(duì)溫度場(chǎng)和熔池形狀的影響。焊接速度和激光功率對(duì)溫度場(chǎng)的影響存在大小轉(zhuǎn)變點(diǎn),旋轉(zhuǎn)高斯曲面體熱源模型用于模擬激光焊接過(guò)程,具有較高的準(zhǔn)確性,模擬熔池與試驗(yàn)焊縫形貌一致。揭示了A304不銹鋼激光焊接過(guò)程表面張力和浮力對(duì)熔池流場(chǎng)的影響規(guī)律。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)A304不銹鋼激光焊接過(guò)程熔池流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究探討A304不銹鋼激光焊接過(guò)程中表面張力和浮力對(duì)熔池流動(dòng)的影響。浮力和表面張力激光焊接過(guò)程中的主要驅(qū)動(dòng)力,表面張力的驅(qū)動(dòng)作用大于浮力,焊接熔池是在兩種驅(qū)動(dòng)力的共同作用下形成的,得到了與激光焊接熔池一致的 釘頭‖形狀。闡明了A304不銹鋼壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程溫度場(chǎng)的對(duì)稱性、周期性及表面張力對(duì)熔池流場(chǎng)的影響。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)A304不銹鋼壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程溫度場(chǎng)和熔池流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究探討壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程中溫度場(chǎng)和熔池形狀的周期性、對(duì)稱性規(guī)律,焊接路徑對(duì)熔池溫度場(chǎng)的影響,正、負(fù)表面張力對(duì)熔池流動(dòng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),A304不銹鋼壓力容器非線性裂紋補(bǔ)焊過(guò)程溫度場(chǎng)和熔池形狀存在周期性、軸對(duì)稱性、中心對(duì)稱性,焊接路徑能夠改變?nèi)凵詈腿蹖?從而改變?nèi)鄢匦螤?正、負(fù)表面張力對(duì)熔深、熔寬尺寸的影響不同步。
【圖文】：

圖 1.1 激光深熔焊接過(guò)程原理示意圖[3]Fig.1.1 Schematic diagram of laser welding焊接具有高能、高精、高速、高認(rèn)可度，值得：焊接速度快、能量密度高、熱影響區(qū)和變形

圖 1.2 數(shù)值模擬的計(jì)算流程Fig1.2 Calculation process of numerical simulation4 激光焊接數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7

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本文編號(hào)：2572524