等轴晶凝固过程的数学模型

通过对Ａｌ－Ｓｉ合金等轴晶凝固过程哟定性描述，建立了宏观─微观统一的数学模型。该模型以团相份数为媒介，把传热、传质过程与结晶生长过程联系起来，对合金微观组织进行了定量描述。试验验证表明，应用该模型进行模拟计算的结果与试验结果吻合较好，并可以预测力学性能。     

优化二冷工艺参数增加圆坯等轴晶比例的研究

通过对圆坯连铸水冷工艺参数的优化，扩大等轴晶区、缩短柱状晶，使圆坯内部晶体结构得以改善，从而提高了圆管坯的穿孔性能。     

电磁搅拌下Cr钢柱状晶向等轴晶转变准则(二)

在枝晶破碎理论基础上,分析了电磁搅拌强度及合金元素碳、铬含量对钢凝固组织的影响。对柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则进行讨论。发现线性电磁搅拌下的CET准则对Cr钢仍然有效。得到了临界固相分率、枝晶间流速和液体平均流速关系。发现铬含量提高使柱状晶向等轴晶转变更难。     

铝-硅合金树枝状晶形态学研究

树枝状晶组织的形成在很大程度上决定了铸件的特性。可以有目的地控制抗拉强度、延展性、抗热冲击稳定性和组织的均匀性。人们从四个方面研究了树枝状晶的形成。 1.生长的树枝状晶体顶端的形状(曲率半径R,形态稳定性) 2.树枝状晶的顶端温度T 3.初生晶枝间距e 4.次生晶枝间距d 本文就后两个问题进行探讨,由于后者对工艺性能具有重要意义,故首先研究     

铝合金凝固过程柱状晶向等轴晶转变的研究

研究分析了不同保温温度、冷却水温等条件对铝合金等轴晶形核率、柱状晶形核率、柱状晶向等轴晶转变(CET)位置的影响规律.试验结果表明:降低保温温度、升高冷却水温,会增大等轴晶区的面积；降低冷却水温、降低保温温度会增大铸件柱状晶和等轴晶的形核率.还根据获得的CET位置实验结果,讨论了国内外文献提出的CET位置判据对本研究的适用性,并针对本文的实验条件,提出了具有更高预测精度的CET转变判据.     

电磁搅拌下低合金钢柱状晶向等轴晶转变准则(二)

在枝晶破碎理论基础上,讨论了电磁搅拌强度及合金元素碳、锰含量对钢凝固组织的影响。分析并获得了线性电磁搅拌下柱状晶向等轴晶转变(CET)的准则。观察到凝固过程中电磁搅拌产生的枝晶碎片,得到了临界固相分率、碳含量和液体平均流速之间的关系。发现低碳情况下,锰含量提高使CET更难;高碳情况下,锰含量提高对CET几乎没影响。     

二冷区电磁搅拌换向周期对薄板坯中心等轴晶率的影响

在高拉速的薄板坯连铸过程中,增加等轴晶率对提升连铸坯凝固质量的提升至关重要。采用三相凝固模型对三维全尺寸薄板坯连铸过程中的流动模式和等轴晶率进行数值预测,分析了二冷区电磁搅拌换向周期对薄板坯中心等轴晶率的影响。研究结果表明,高温钢液在漏斗型结晶器内迅速凝固,结晶器出口处的铸坯凝固率达37%。当采用恒定方向电磁搅拌时,熔池内部形成上下两个环流,两者被中间聚集的过热钢液分隔,上环流核心区钢液处于过冷状态。当采用换向电磁搅拌后,二冷区会形成四涡甚至五涡的流动模式。随着换向周期的增加,等轴晶率先增加后降低,换向周期为16 s时对等轴晶率提升最明显,相较于恒定方向搅拌提升了17%,并且等轴晶相分布更加均匀。     

金属过冷熔体等轴枝晶生长的相场方法研究

在纯物质相场模型中,采用计算效率较高的邻界面点相场大梯度计算域控制法,模拟了纯金属在无量纲过冷度为0．55熔体中等轴枝晶的生长演化过程,得到与实验观察相符合的等轴枝晶生长规律,通过加入形式较简单的热扰动,产生了明显的二次枝晶臂,有的二次枝晶臂上还出现了三次枝晶臂。同时计算了枝晶晶轴尖端的无量纲生长速度和曲率半径,并求出Peclet数。计算结果与微观可求解理论和Ivantsov理论吻合良好。     

二元合金等轴枝晶生长相场模拟

在传统纯物质相场模型的基础上，对其中的体系自由能进行重新构造，得到一个紧密联系相图且综合考虑了传热、溶质扩散、界面能各向异性和界面动力学各向异性等适用于二元合金枝晶生长的新相场模型，并利用该模型结合一种能显著提高计算效率的“临界面点相场大梯度计算域控制法”，对AJ-7Si合金在初始过冷度分别为35K和50K的过冷熔体中等轴枝晶生长进行了模拟，得到许多与试验观察相符合的结果；同时在枝晶生长过程中跟踪枝晶主轴尖端，获得其尖端半径和尖端速率，发现随着凝固时间的增加，逐渐收敛，直到枝晶达到稳定生长，而且通过简化KGT模型计算的枝晶尖端的生长速率与模拟值相近。另外，就过冷度对等轴枝晶生长的影响进行了分析。     

STUDY ON THE TRANSPORT MECHANISM IN THE ANODE BOUNDARY LAYER OF WELDING ARGON ARC

1. IntroductionThere exists a very thin transition domain between the arc plasma and the workpiecein TIG welding (D.C., workpiece-positive). This domain is called as the anode boundary layer within which there are very steep temperature gradient and various transportphenomena, such as energy, momentum and mass t.ansfe.11]. The complicated physicalprocesses occurred in the anode boundary layer directly dominate the values and distribution of current density and heat flux on the workpiece surf…     

DE-GMAW高速电弧焊工艺机理的研究

通过大量的工艺实验,找出了DE-GMAW双焊枪组合的匹配参数,测试了焊接电流波形,拍摄了熔滴过渡图像,并获得了无成型缺陷的焊缝照片.基于实验结果解释了高速焊接工艺的机理.建立了适用于DE-GMAW焊接工艺的有限元模型,并对该工艺条件下的温度场、应力-应变场进行了数值模拟.结果表明:计算出的DE-GMAW焊缝横断面形状尺寸与实验结果吻合良好;在通过焊丝的总电流相同时,DE-GMAW焊接时焊缝尺寸、热影响区宽度、应力、应变及变形均小于常规GMAW焊时的结果.这为DE-GMAW焊接工艺参数优化提供了基础数据.     

场效应管弧焊逆变器焊接性能的研究

本文主要介绍场效应管弧焊逆变器的工艺试验结果与分析。通过钨极氩弧焊方法对不锈钢、矽钢片、铜的大量工艺试验表明,这种高效省料轻巧的新型电子弧焊电源,具有引弧容易、电弧稳定性好、焊缝成型美观、无噪声等优良的工艺性能,而且在进一步减轻重量、节省材料和简化制造工艺等方面,也大大优于晶体管弧焊逆变器和晶闸管弧焊逆变器,从而为今后的推广应用展示了广阔的前景.     

场效应管弧焊逆变器功率增大问题的研究

本文除介绍场效应管弧焊逆变器的几种主电路基本形式和进一步阐述场效应管作为大功率快速开关元件的优越性外,着重通过试验研究和理论公式推导,对管组并联工作过程的静、动态电流分布进行分析,论述了如何解决此种新型弧焊逆变器的功率增大问题。     

LiF对自保护药芯焊丝电弧稳定性的影响

采用AHXV电弧分析仪研究了芯料组成中LiF对自保护药芯焊丝焊接电弧稳定性的影响。研究结果表明，在自保护药芯焊丝中加入LiF，能够减小焊接电流的波动范围，使焊接电弧的稳定性得到改善，但LiF的加入量应控制在合适的范围内，加入量太少稳弧作用不明显，加入量过多能导致焊接飞溅增大及由于吸潮而带来的的气孔等问题。     

双电极焊条单弧焊飞溅的研究

利用高速摄影等实验手段，研究了双电极焊条单弧焊熔滴过渡形态、熔滴受力、双芯间隙、焊条套筒形式、双电极焊条焊接时运条方式等对飞溅的影响。     

单面焊时终端裂纹的研究

本文在引入虚元的热弹性方法对终端裂纹形成的力学过程进行计算机模拟的基础上,通过现场大板试验,进一步研究了单面焊时回转变形、终端裂纹形成的力学机制及其影响因素,并提出了相应的防止措施。终端裂纹形成的力学机制研究表明,要防止终端裂纹的产生,必须同时尽可能地减小张开位移量及其张开位移速度。理论分析和较大规模的现场大板试验都表明,只有终端采用合理的定位焊布置,同时采用弹性带缝熄弧板的刚度,拘束适中时,才可有效地防止终端裂纹的产生。刚度、拘束太大或太小都是不利的。这一防裂措施在130多条(焊缝总长1000多米),板厚12、14、16、18和20mm 的现场大板焊缝上取得了无一终端裂纹的好结果。     

焊接电弧中氢的测试法的研究

根据等离子体物理学和光谱学理论,建立了一种新的电弧测试方法——光谱多线解析法,用这一方法及相应的实验装置,测定了氩氢混合气体焊接电弧中的氢含量及对应的温度、压力的分布。并对实验结果作了误差分析和验证。本文提出的方法具有实时、定量,对多参量的空间分布作同时测定等优点。而且原则上可用于焊接电弧气氛中其他元素的测定。成为解决焊接以及类似工程技术部门中许多实际与理论问题的一个新手段。     

9%Ni钢焊接中的磁偏吹及其防止

本文就9%Ni钢焊接中引起磁偏吹的原理作了初步阐述。外加磁场所产生的洛伦茨力和焊接电流自身产生的电磁收缩力向量的和决定了磁偏吹的强弱。9%Ni钢焊接时,若母材剩磁强度超过60Oe,则可能引起未熔合、未焊透、夹渣等焊接缺陷。因此,在9%Ni钢焊接时,要采取相应措施消除剩磁的作用,克服磁偏吹所引起的焊接缺陷,才能保证9%Ni钢的焊接质量。