定点TIG焊接电弧与熔池交互耦合数值模拟

电弧与熔池的交互作用在两者之间形成了一个不断移动变化的自由界面,对界面的处理是实现电弧与熔池交互耦合的关键。运用建立的三维统一数学模型对TIG焊接电弧与熔池进行了动态耦合数值模拟,揭示电弧-熔池相互作用的机制以及电弧-熔池动态行为的基本规律。结果发现电弧与熔池不断交互耦合计算得出的熔池形状与试验测得的熔池形状比较吻合。     

外场处理对低合金钢焊接接头组织和性能的影响

研究了电磁搅拌、氩弧表层处理、超声喷丸处理对低合金钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明 :电磁搅拌促进奥氏体晶粒内针状铁素体生成和细化 ,使针状铁素体的含量由 85%提高到 92 % ,从而提高了焊缝金属的韧度。氩弧加热处理使焊缝表层发生熔化和重结晶 ,可消除焊缝表层的柱状晶 ,处理后的组织主要由针状和细晶铁素体组成。对接头焊趾部位进行氩弧快速重熔处理可消除焊趾部位的几何截面突变 ,使焊缝与母材圆滑过渡 ,有利于消除焊趾部位的应力集中 ,对抗应力腐蚀性能十分有益 ;焊趾部位热影响区中粗大的晶粒细化。表面高能喷丸处理使焊接接头表面层形成尺寸均匀的等轴状纳米晶 ,不仅提高了表层的硬度 ,而且可使焊接接头的疲劳强度提高 50 %。     

氩弧重熔对管线钢接头表层组织的影响

采用氩弧重熔单道和多道处理管线钢接头，不公使焊缝表层的柱状晶组织细化，而且使接头焊趾部位出现圆滑过渡，同时也细化了焊趾部位热影响区的粗大晶粒。接头表层组织的细化和焊趾部位的圆滑过渡都有利于提高管线钢接头的疲劳和腐蚀性能。     

Investigation on gradient material fabrication with electron beam melting based on scanning track control

A new electron beam control system was developed in a general vacuum electron beam machine by assembling with industrial control computer, programmable logic control （PLC）, deflection coil, data acquisition card, power amplifier, etc. In this control system, scanning track and energy distribution of electron beam could be edited off-line, real-time adjusted and controlled on-line. Ti-Mo gradient material （GM） with high temperature resistant was fabricated using the technology of electron beam melting. The melting processes include three steps, such as preheating, melting, and homogenizing. The results show that the GM prepared by melting technology has fine appearance, and it has good integrated interface with the Ti alloy. Mo and Ti elements are gradually distributed in the inter.face of the gradient material. The microstructure close to the Ti alloy base metal is α ＋ β basket-waver grain, and the microstructure close to the GM is a single phase of β solid solution.     

熔池表面变形对电弧行为特征的影响

在电弧与熔池统一模型的基础上研究熔池上表面变形对电弧行为特征的影响。用本模型计算出的平坦熔池表面电流密度和热流密度的分布与试验结果显示了很好的一致性。而变形熔池表面的电流密度和热流密度分布则不再符合近似的高斯分布。这就为下一步研究电弧和熔池的工作提供了基础。     

焊缝的主动红外线成像检测技术

提出了一种以红外光源照射焊缝，CCD摄取图像，通过计算机对图像进行分析处理，提取焊缝的长度、宽度和偏心距的方法。该方法检测精度高，算法速度快，可以实时运用于对手工电弧焊进行漏焊检测。     

TIG焊接电弧与熔池统一模型有限元分析

根据磁流体动力学理论以及焊接的实际情况，建立了三维TIG焊接电弧与熔池的统一数学模型，避免了对电弧以及熔池界面条件的假定，使得对焊接电弧与熔池行为的分析与实际情况更近了一步。运用该数学模型对TIG焊接电弧和熔池的流场和热场进行了有限元分析。采用等效比热法来确定液相分数，假定固液相等同区来解决工件熔化区与非熔化区的移动边界。结果表明：用数学模型模拟出的电弧行为特征以及熔池形状与试验结果相吻合。     

铝制散热器真空钎焊性能及微观组织研究

探索铝制散热器真空纤焊最佳工艺参数,然后对散热器进行水压试验,并对试件断口进行了分析。同时对钎焊接头进行了金相试验、扫描电镜实验以及点成分分析。试验结果说明,在选定的工艺参数之下,钎焊接头水压试验数值能达到15MPa,钎焊断口呈混合断裂的形式。在钎缝中生成了网状的共晶组织,皮层中的Si熔融之后重新结晶,形成条状的Si相,在晶粒边界上析出,这些富Si相的存在成为了接头断裂的一个主要原因。     

我国高性能管线钢埋弧焊焊丝的研究进展

简述了我国输油气管线钢的生产和应用,介绍了管线钢制管用埋弧焊焊丝研制工作。包括X60～X80级别管线钢的H08C、H08D、H05M、H03M系列埋弧焊丝的设计思想、成分设计及性能特点。还指出了X100级别高性能管线钢制管用焊丝的发展方向。     

基于扫描轨迹控制的Ti-Mo耐高温梯度材料电子束熔炼制备技术研究

在通用真空电子束炉的基础上配置计算机、数据采集卡、功率放大器等设备开发了新型电子束扫描控制系统.该系统可对电子束扫描轨迹、扫描频率以及加热区域电子束能量密度进行离线编辑和实时调节和控制.利用开发的电子束扫描控制系统熔炼制备了Ti-Mo耐高温梯度材料.