激光+GMAW复合热源焊接过程热-力耦合数值分析

从宏观的焊接热过程出发,根据激光+GMAW复合热源焊接的特点,提出了适用于复合热源焊接的“双椭球体＋峰值递增圆柱体”组合式体积热源分布模式;建立了激光+GMAW复合热源焊接过程的有限元模型,数值计算了焊接温度场和焊缝横截面的形状尺寸,计算结果与试验结果吻合良好,证明了组合式体积热源模型的合理性和适用性. 采用焊接温度场的计算结果,进一步对复合热源焊接和GMAW的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和对比分析. 结果表明,在焊缝熔深基本相同的情况下,复合热源焊接的焊接热输入、焊缝熔宽、焊接变形和高应力区域范围等均比GMAW小. 研究结果印证了激光+GMAW复合热源焊接工艺的优越性,并为焊接工艺参数的优化提供了基础理论数据.     

基于小孔形状的TCS不锈钢激光+GMAW-P复合焊热场模型

为合理描述激光能量在小孔内的分布特征,采用光线追踪法处理光线在小孔内的多次反射和孔壁的Fresnel吸收,对线热源小孔模型做出了改进.根据小孔形状尺寸的计算结果,确定激光焊体积热源的分布参数.将标定后的激光焊体积热源分布参数应用于激光+熔化极脉冲电弧(激光+GMAW-P)复合焊的组合式体积热源模型,对TCS不锈钢复合焊准稳态温度场进行了数值分析.开展了TCS不锈钢复合焊工艺实验,将复合焊焊缝形状尺寸的模拟结果与实测结果进行了对比,验证了所建立的复合焊热场模型.基于小孔形状的复合焊热场模型能较好地模拟TCS不锈钢复合焊温度分布与焊缝成形.利用该模型计算了不同工艺条件下TCS不锈钢焊接HAZ形状尺寸以及HAZ内不同位置处的热循环曲线,分析了TCS不锈钢复合焊的热循环特征,为接头组织与性能的预测分析奠定了基础.     

激光+GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟III.电弧脉冲作用的处理与热源模型的改进

针对激光+脉冲GMAW复合焊时电弧脉冲的热作用特点,将电弧热流处理为脉冲电流和基值电流阶段分布参数不同的双椭圆模式,同时适当减小焊件表面的热导率,以间接考虑脉冲电流和基值电流的间歇式作用.根据平均焊接电流大小确定熔滴热焓椭球体分布的作用区域,并考虑激光热源的作用位置.从以上几方面对前期研究采用的热源模型进行了改进,建立了两类新的适用于复合焊的组合式体积热源模型.利用改进后的热源模型对不同工艺条件下复合焊的焊缝横断面形状尺寸进行了模拟计算.计算得到的熔深、熔宽以及熔合线走向都与实验结果吻合,使数值模拟精度有了较大提高.     

激光+GMAW复合热源焊熔池流体流动的数值分析

考虑熔滴和小孔对熔池的影响,建立了基于FLUENT软件的激光+熔化极电弧(GMAW)复合热源焊三维瞬态熔池流体流动数值分析模型.利用双椭球体热源描述电弧热输入,将激光热输入视为热流峰值可调节的双曲线旋转体热源,其热源分布参数通过简化的小孔形状尺寸模型确定;将熔滴过渡过程视为从熔池上部特定区域流入熔池高温液态金属的过程,并通过建立液态金属流速对时间的周期函数表征熔滴过渡频率;将小孔视为由激光致蒸汽反作用力引起的熔池表面变形,以简化计算过程,重点考虑小孔的存在对熔池流体流态的主要影响.利用所建模型对不同焊接条件下的激光+GMAW复合热源焊小孔形态、熔池流体流动和温度场进行模拟计算,分析了激光+GMAW复合热源焊流场特征,探讨了激光功率对复合焊熔池动态行为的影响规律.结果表明,在1 m/min焊速条件下,GMAW焊(激光功率为0 W)出现驼峰缺陷;当激光功率为500 W时,驼峰缺陷消失,但熔池中无小孔产生,且流体流动模式与GMAW焊相近;而当激光功率增至2000 W,熔池中出现小孔,使得流体流动模式更为复杂.将焊缝横断面形状尺寸的计算结果与实验结果进行比较,2者吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性.     

激光+GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟Ⅱ.组合式体积热源的作用模型

根据激光 脉冲GMAW电弧复合热源焊焊缝横断面的形状特点,从宏观的传热过程出发,提出了4类新颖的、适用的组合式体积热源的作用模式.将电弧热、熔滴热焓和激光热能分别描述为双椭圆分布,双椭球体分布和峰值热流递增-曲面旋转体分布.将适用的组合式体积热源作用模式应用于复合焊的温度场数值分析,计算出了不同工艺条件下的复合焊焊缝形状尺寸,与实测结果进行了对比,两者吻合情况良好.所建立的4类组合式体积热源充分考虑了复合焊的工艺特点,对焊缝形状尺寸的数值模拟精度较高,能定量体现温度场的变化规律.     

激光＋GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟——Ⅲ．电弧脉冲作用的处理与热源模型的改进

针对激光＋脉冲GMAW复合焊时电弧脉冲的热作用特点,将电弧热流处理为脉冲电流和基值电流阶段分布参数不同的双椭圆模式,同时适当减小焊件表面的热导率,以间接考虑脉冲电流和基值电流的间歇式作用．根据平均焊接电流大小确定熔滴热焓椭球体分布的作用区域,并考虑激光热源的作用位置．从以上几方面对前期研究采用的热源模型进行了改进,建立了两类新的适用于复合焊的组合式体积热源模型．利用改进后的热源模型对不同工艺条件下复合焊的焊缝横断面形状尺寸进行了模拟计算．计算得到的熔深、熔宽以及熔合线走向都与实验结果吻合,使数值模拟精度有了较大提高．     

电弧功率对Laser+GMAW-P复合热源焊热场特征的影响

焊接HAZ的热场特征,如HAZ的宽度和焊接热循环的参数等,对焊接接头的组织和性能有重要影响,是决定焊接接头质量的关键因素.本文应用已建立的复合热源焊的组合式体积热源模型,对Laser+GMAW-P复合热源焊的热场进行数值分析,定量研究了不同电弧功率对Laser+GMAW-P复合热源焊热影响区(HAZ)宽度和热循环参数等热场特征基础数据的影响规律,并与单激光焊和单GMAW-焊的情况进行了比较,以期从冶金上揭示复合热源焊的特点.     

激光+GMAW复合热源焊流体流动数值分析模型

基于FLUENT软件,建立了适用、高效的激光+GMAW复合焊流体流动数值分析模型. 将电弧热输入视为双椭球热源模型,采用基于小孔尺寸的锥体热源模型描述激光热流分布;将金属填充过程视为液态金属从熔池上部边界以一定速度流入熔池过程,并通过对液态金属流速施加时间脉冲函数,模拟熔滴的过渡频率;模型简化了小孔的计算过程,主要考虑熔池中存在的弯曲小孔对流体的影响. 利用FLUENT软件,对激光+GMAW复合热源焊熔池流体流动及小孔形态进行了模拟计算和分析. 结果表明,模型能够合理反映小孔及复合焊流体流动模式的主要特征,且提高了计算效率.     

激光深熔焊体积热源模型计算精度的比较

通过激光深熔焊焊缝横断面形状、尺寸进行模拟计算,定量分析比较了目前具有代表性的激光焊体积热源模型的计算精度.研究结果表明,双椭球体热源、高斯旋转体热源和热流峰值线性递增-柱状热源模拟焊缝形状的精度较差:而三维锥体热源和热流峰值指数递增-锥体热源在模拟激光深熔焊焊缝形状和尺寸方面都具有较好的精度,且后者由于考虑了激光热流在焊件厚度方向的分布特征,其热流分布区域更接近实际焊接过程,模拟精度也更高.     

摇动电弧窄间隙GMAW焊温度场数值分析模型

从宏观传热学出发,依据横断面几何形状特征,综合考虑电弧摇动、接头几何特征及焊缝表面形状对电弧热流分布特征的影响,建立了摇动电弧窄间隙GMAW焊瞬态温度场数值分析模型. 利用ANSYS软件对摇动电弧瞬态温度场及热循环曲线进行了模拟计算,分析了其分布特征. 结果表明,模型能够合理、准确反映摇动电弧的移动轨迹及分布特性,且焊缝横断面的计算结果与试验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性. 在焊接电流为300 A,摇动频率为2 Hz时,熔池形态变化有限.     

用EPR法评价奥氏体不锈钢的敏化程度——材质因素及敏化条件的影响

用电化学方法(EPR 法)研究了不同材料和各种敏化条件对奥氏体不锈钢敏化程度的影响,并采用摸拟贫铬区的 Fe-11%Ni-Cr(6～18%)钢,研究了 EPR 法的特性.发现对不含 Mo 的钢而言,贫铬区的铬含量在16%以下时,就发生再活化溶解,因此,EPR 法比 Strauss 法更灵敏。试验后试样表面的金相观察发现:在晶界或夹杂物周围,首先发生方向性侵蚀点,然后,连结成腐蚀沟.     

钢铁渗铝及渗铝钢的性能

铝原子向钢中的渗透,完全遵守Ｆｉｃｋ扩散定律;同时探讨了渗铝层耐氧化、耐腐蚀、耐磨损的机理。     

裂解炉对流段炉管爆裂分析

针对辽阳石化分公司烯烃厂F108裂解炉对流段炉管爆裂破坏进行了分析.结果表明，爆裂原因是由于炉管在高温下长期运行，管壁氧化腐蚀减薄并影响传热，同时管壁金相组织发生变化，使得炉管强度降低所致.     

钛合金应力腐蚀开裂机理的研究

用微电极法和 pH 试纸法直接测定了 Ti-5 Al-2.5Sn 和 Ti-5 Al-4V 在近中性3.5%wt.NaCl 水溶液中应力腐蚀裂纹顶端溶液的 pH 值,结果在1.7到2.0范围内。模拟实验的结果与上述结果一致。金相跟踪观察证明上述钛合金应力腐蚀裂纹的扩展过程是首先在裂纹前端的塑性区中形成若干小裂纹,然后主裂纹与小裂纹相对扩展并最后连通。用扫描电镜检查了应力腐蚀开裂(SCC)断口形貌。基于这些结果,作者提出并讨论了钛合金 SCC 的模型。     

灰色系统在缓蚀剂效果评价中的应用

结合灰色系统的建模方法来评价缓蚀剂效果，用灰色 预测GM(1，1)模型可以预测出缓蚀剂缓蚀效果的变化.该方法与线性回归法相比精确度高、使用方便，对缓蚀剂的评价与分析具有很强的实用价值.      

周期式轧管机压下螺丝的可靠性设计

成都无缝钢管厂周期式轧管机是五十年代由国外引进的,投产二十多年来,随着轧管机产量、钢种、规格的不断扩大,轧管机压下螺丝及其传动装置已成为薄弱环节。本文应用概率统计理论对压下螺丝的强度及稳定性进行可靠性计算,为使用和改造提供一种计算依据,同时也可作为同类设备设计参考。     

铝合金激光焊接研究现状

概述了铝合金激光焊接的难点,分析了铝合金激光焊接的质量问题。针对质量问题提出了解决措施,并论述了铝合金激光焊接在国内外的应用。     

化学镀Ni-Cu-P合金工艺研究

通过实验数据及图表论述了化学镀 Ni- Cu- P的工艺条件 ,探讨了镀液的主要组成成分、镀液的 p H值、施镀时间对镀层中 Ni、Cu、P质量百分含量、镀层的沉积速度的影响 ,总结随工艺参数变化镀层成分变化的趋势及规律     

烟气湿法脱硫系统中热管的耐腐蚀实验研究

通过实验比较碳钢、不锈钢和搪瓷涂层在不同浓度的硫酸中的耐腐蚀性能，得出搪瓷涂层具有非常优秀的耐酸性，说明利用搪瓷的表面技术制作热管在改进空气预热器方面有良好的应用前景.     

复合材料参数识别问题的计算方法

提出了一个复合材料性能参数识别问题的计算方法。该方法是通过运用有限元反分析理论和系统辨识技术建立起来的，当给出复合材料结构或者试件的位移测量值后，用所提出的迭代计算方法，可以计算出相关的性能参数。给出了加权最小二乘法的迭代计算公式和误差估计公式。详细讨论了迭代计算中的收敛性问题，并针对二种类型的复合材料板的性能参数进行了模拟计算，计算结果表明，所提出的方法对解决复合材料以及结构的性能参数识别问题是行之有效的