TIG電弧增材熔池行為的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
發(fā)布時間：2021-01-08 22:59
TIG（鎢極惰性氣體保護焊）電弧增材制造由于其材料利用率高、成形效果好等顯著優(yōu)勢,已成為制造業(yè)研究的熱點。本文從數(shù)值模擬的角度,著重總結(jié)了TIG增材熔滴過渡、熱累積和熔池行為3個方面的重要結(jié)果。成形工藝參數(shù)決定熔滴過渡形式和頻率,而熔滴的過渡形式和過渡頻率直接影響沉積層的成形質(zhì)量;熱累積影響著成形件的微觀組織和應(yīng)力,可通過控制層間冷卻時間來減少熱累積;在進(jìn)行TIG增材熔池數(shù)值模擬時,多選擇高斯熱源和雙橢球熱源模型。基于以上對TIG電弧增材制造的分析研究,對TIG電弧增材制造的研究方向進(jìn)行了展望,主要包括建立熔滴與熔池的物理耦合模型和改進(jìn)電弧熱源模型兩方面。
【文章來源】：材料熱處理學(xué)報. 2020,41(07)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
不同送絲速度下的熔滴過渡過程[20]
圖1 不同送絲速度下的熔滴過渡過程[20]上述學(xué)者建立的熔滴過渡數(shù)值模型均是二維的,分析了熔滴過渡過程,發(fā)現(xiàn)通過改變成形工藝參數(shù)可以得到熔滴過渡的不同形式和過渡頻率,這有助于了解電弧增材的熔滴過渡過程。但是學(xué)者們僅僅對熔滴過渡過程進(jìn)行了研究,熔滴對熔池的作用仍需進(jìn)一步研究。
有些學(xué)者在進(jìn)行填絲焊研究的基礎(chǔ)上,考慮了填絲對熔池行為的影響,研究了在填絲焊的時候熔滴過渡的處理方式。周星[23]在熔池金屬輸運模型中,不考慮焊絲的熔化,而是將熔滴看成球狀并且以固定頻率射入熔池的質(zhì)量源,實現(xiàn)了質(zhì)量輸運。Traidia等[24]提出了將冷絲浸入熔池的一種模擬方法,考慮送絲對熔池中能量和動量平衡的一些影響,其中熔滴過渡方式就是搭橋過渡,模擬結(jié)果如圖3所示,表明:由于冷絲從熔池中吸收能量,導(dǎo)致填充金屬的存在使熔池深度局部減小。以上學(xué)者只考慮了在TIG增材過程中熔滴過渡的處理方式和熔滴過渡對熔池行為的影響,沒有建立熔滴和熔池的耦合模型。2 TIG電弧增材的數(shù)值模擬對熱累積的分析
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ANSYS的TIG電弧增材制造溫度場數(shù)值模擬分析[J]. 劉東帥,呂彥明,周文軍,楊華,王康. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(24)
[2]基于溫度函數(shù)法的鋁合金電弧增材制造殘余應(yīng)力與變形數(shù)值模擬[J]. 賈金龍,趙玥,董明曄,吳愛萍,李權(quán). 焊接學(xué)報. 2019(09)
[3]多層熔絲增材數(shù)值模擬及殘余應(yīng)力控制研究[J]. 權(quán)國政,趙江,施瑞菊,劉喬. 機械科學(xué)與技術(shù). 2020(04)
[4]基于示蹤粒子的擺動TIG填絲焊熔池行為數(shù)值分析[J]. 黃健康,陳會子,楊茂鴻,張裕明,楊福前. 焊接學(xué)報. 2019(06)
[5]基于旋轉(zhuǎn)電弧的GTAW填絲焊熔滴過渡數(shù)值模擬[J]. 賈劍平,詹志平,王鑫,艾十雄,葉艷輝. 熱加工工藝. 2019(07)
[6]脈沖TIG增材制造技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 郭龍龍,賀雨田,鞠錄巖,吳澤兵,張勇,呂瀾濤,王文娟. 材料工程. 2018(12)
[7]5056鋁合金氬弧焊接數(shù)值分析與熔池形貌研究[J]. 陳建剛,魏正英,杜軍,舒林森. 熱加工工藝. 2018(07)
[8]3D打印材料應(yīng)用和研究現(xiàn)狀[J]. 王延慶,沈競興,吳海全. 航空材料學(xué)報. 2016(04)
[9]TIG焊熔池表面變形的數(shù)值模擬[J]. 張建寶,王宏. 熱加工工藝. 2016(11)
[10]電弧增材制造成形控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 熊俊,薛永剛,陳輝,張衛(wèi)華. 電焊機. 2015(09)
博士論文
[1]2219鋁合金GTA增材制造及其熱處理過程的組織演變[D]. 柏久陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]316LN不銹鋼窄間隙TIG焊電弧特性與熔池行為的數(shù)值模擬[D]. 董博倫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于數(shù)值模擬的旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊熔滴過渡研究[D]. 王鑫.南昌大學(xué) 2018
[3]電弧增材制造中電弧和熔池?zé)豳|(zhì)傳遞數(shù)值模擬[D]. 周星.華中科技大學(xué) 2018
[4]高強不銹鋼熱絲TIG焊工藝及溫度場數(shù)值模擬[D]. 車澤偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]GTAW工藝參數(shù)對鈦合金增材制造成形影響研究[D]. 王金彪.哈爾濱工程大學(xué) 2017
本文編號：2965470
【文章來源】：材料熱處理學(xué)報. 2020,41(07)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
不同送絲速度下的熔滴過渡過程[20]
圖1 不同送絲速度下的熔滴過渡過程[20]上述學(xué)者建立的熔滴過渡數(shù)值模型均是二維的,分析了熔滴過渡過程,發(fā)現(xiàn)通過改變成形工藝參數(shù)可以得到熔滴過渡的不同形式和過渡頻率,這有助于了解電弧增材的熔滴過渡過程。但是學(xué)者們僅僅對熔滴過渡過程進(jìn)行了研究,熔滴對熔池的作用仍需進(jìn)一步研究。
有些學(xué)者在進(jìn)行填絲焊研究的基礎(chǔ)上,考慮了填絲對熔池行為的影響,研究了在填絲焊的時候熔滴過渡的處理方式。周星[23]在熔池金屬輸運模型中,不考慮焊絲的熔化,而是將熔滴看成球狀并且以固定頻率射入熔池的質(zhì)量源,實現(xiàn)了質(zhì)量輸運。Traidia等[24]提出了將冷絲浸入熔池的一種模擬方法,考慮送絲對熔池中能量和動量平衡的一些影響,其中熔滴過渡方式就是搭橋過渡,模擬結(jié)果如圖3所示,表明:由于冷絲從熔池中吸收能量,導(dǎo)致填充金屬的存在使熔池深度局部減小。以上學(xué)者只考慮了在TIG增材過程中熔滴過渡的處理方式和熔滴過渡對熔池行為的影響,沒有建立熔滴和熔池的耦合模型。2 TIG電弧增材的數(shù)值模擬對熱累積的分析
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ANSYS的TIG電弧增材制造溫度場數(shù)值模擬分析[J]. 劉東帥,呂彥明,周文軍,楊華,王康. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(24)
[2]基于溫度函數(shù)法的鋁合金電弧增材制造殘余應(yīng)力與變形數(shù)值模擬[J]. 賈金龍,趙玥,董明曄,吳愛萍,李權(quán). 焊接學(xué)報. 2019(09)
[3]多層熔絲增材數(shù)值模擬及殘余應(yīng)力控制研究[J]. 權(quán)國政,趙江,施瑞菊,劉喬. 機械科學(xué)與技術(shù). 2020(04)
[4]基于示蹤粒子的擺動TIG填絲焊熔池行為數(shù)值分析[J]. 黃健康,陳會子,楊茂鴻,張裕明,楊福前. 焊接學(xué)報. 2019(06)
[5]基于旋轉(zhuǎn)電弧的GTAW填絲焊熔滴過渡數(shù)值模擬[J]. 賈劍平,詹志平,王鑫,艾十雄,葉艷輝. 熱加工工藝. 2019(07)
[6]脈沖TIG增材制造技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 郭龍龍,賀雨田,鞠錄巖,吳澤兵,張勇,呂瀾濤,王文娟. 材料工程. 2018(12)
[7]5056鋁合金氬弧焊接數(shù)值分析與熔池形貌研究[J]. 陳建剛,魏正英,杜軍,舒林森. 熱加工工藝. 2018(07)
[8]3D打印材料應(yīng)用和研究現(xiàn)狀[J]. 王延慶,沈競興,吳海全. 航空材料學(xué)報. 2016(04)
[9]TIG焊熔池表面變形的數(shù)值模擬[J]. 張建寶,王宏. 熱加工工藝. 2016(11)
[10]電弧增材制造成形控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 熊俊,薛永剛,陳輝,張衛(wèi)華. 電焊機. 2015(09)
博士論文
[1]2219鋁合金GTA增材制造及其熱處理過程的組織演變[D]. 柏久陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]316LN不銹鋼窄間隙TIG焊電弧特性與熔池行為的數(shù)值模擬[D]. 董博倫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于數(shù)值模擬的旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊熔滴過渡研究[D]. 王鑫.南昌大學(xué) 2018
[3]電弧增材制造中電弧和熔池?zé)豳|(zhì)傳遞數(shù)值模擬[D]. 周星.華中科技大學(xué) 2018
[4]高強不銹鋼熱絲TIG焊工藝及溫度場數(shù)值模擬[D]. 車澤偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]GTAW工藝參數(shù)對鈦合金增材制造成形影響研究[D]. 王金彪.哈爾濱工程大學(xué) 2017
本文編號：2965470
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