Comparisons between different models for thermal simulation of GTAW process

0IntroductionIn arc welding processes,final microstructure andmechanical properties of the weldments mainly depend onthe thermal cycle undergoing during the heating and cool-ing process.The accurate analysis of the welding thermalprocess is the foundation…     

Three-dimensional turbulent model of heat transfer and fluid flow in GTAW process

A two-equation K-ε turbulent fluid flow model is built to model the heat transfer and fluid flow in gas tungsten arc welding (GTAW) process of stainless steel SUS310 and SUS316.This model combines the buoyancy force,lorentz force and marangni force as the driving forces of the fluid flow in the weld pool.The material properties are functions of temperature in this model.The simulated results show that the molten metal flowing outward is mainly caused by the marangoni convection,which makes the weld pool become wider and shallower.The comparison of the weld pool shape of SUS310 and SUS316 shows that the slight differences of the value of thermal conductivity mainly attributes to the difference of the weld pool shape and the distinction of heat transport in laminar and turbulent model makes large diversity in the simulated results.     

不同软件模拟不锈钢GTAW温度场结果的比较

对MARC和PHOENICS两种不同的软件进行对比分析,阐述了两种软件各自的性能及特点.通过应用这两种软件对SUS310不锈钢钨极氩弧焊(GTAW)过程温度场模拟发现,两种软件的前后处理过程存在着明显的差异.其中MARC所提供的边界条件的输入、计算结果的显示及计算数据的提取都更为简洁直观,而PHOENICS则提供了与其它图形处理软件的接口,用户可应用其它图形处理软件对PHOENICS的计算结果进行处理;两种软件所采用的求解方法不同,在MARC中,在每个单元中取若干个积分点进行计算求解,而在PHOENICS中,应用交错网格技术,在网格节点处对所有标量进行求解.对同一焊接过程温度场模拟结果的比较显示,MARC所计算出的最高温度比PHOENICS的计算结果高约600℃.     

焊接接头组织模拟进展

介绍了焊接接头组织模拟的现状,阐述了组织模拟的主要方法:Monte Carlo方法、Cellular Automaton方法及相场法,分析了不同方法在模拟凝固及固态相变过程中的晶粒生长、组织形貌和各相分数等不同方面的特点和存在的不足.     

2219铝合金TIG填丝堆焊成形薄壁试样组织特征

进行了2219铝合金多层单道TIG填丝堆焊成形试验，并观察了堆焊成形试样的宏观形貌与微观组织特征。结果表明，堆焊成形试样整体冶金结合良好、无明显的未熔合现象。在试样的中下部区域有平行条纹出现，条纹间距大约相等，并且条纹区域与层间位置大致重合。顶部区域组织呈树枝状，且Cu元素偏析严重。中下部区域组织形态多样，包括条纹组织、等轴组织、柱状组织和平面组织，各类组织依次循环出现，同时Cu元素偏析明显改善。堆焊试样中存在一定量的孔隙缺陷―气孔和缩孔，两者尺寸介于10~80μm之间，集中出现在层间位置（条纹）。     

激光/电弧增材制造金属的热处理工艺研究现状与发展

热处理对调整增材制造金属的组织与力学性能具有重要意义。随着增材制造技术的发展,后续热处理工艺的研究已经逐渐为各国研究者所关注,并成为了增材制造领域一个重要的研究方向。结合典型增材制造金属材料的组织特征说明了研究热处理工艺的意义所在,综述了近年来增材制造金属热处理工艺的研究现状,涉及的材料包括钛合金、镍基合金、钢等,重点阐述了热处理前后材料组织与力学性能的变化,并分析了未来这一技术潜在的发展方向。     

A-TIG焊接熔深增加机理

活性化氩弧焊(A-TIG)焊接方法与传统TIG焊相比,具有明显的熔深增加作用.模拟了Nimonic 263 A-TIG焊接流场温度场,并对试验与模拟焊缝形状进行了对比.结果表明,同一焊接电流下,与TIG焊缝相比,A-TIG焊缝的熔深较深而熔宽较小.随着焊接电流的增加或者焊接速度的降低,A-TIG焊缝熔深呈线性增加,且比TIG焊的熔深增加效果明显.通过分析流体流动方式,进一步推测了A-TIG熔深增加机理:熔池内液体流动方式是熔深增加的主要原因,熔池中心处液体的流速明显高于熔池边缘,中心由外向内的环流为熔池内液体流动的主导方向.这个方向的环流将高温液体带到熔池底部,使熔池底部的熔化速度较熔池边缘有了明显的增加,且随着焊接电流的增加,熔深增加效果也不断提高.