外加纵向磁场GTAW焊缝成形机理

以外加间歇交变纵向磁场GTAW（气体保护钨极氩弧焊）为研究对象,通过采用测量相关参数和拍摄电弧的方法,研究了间歇交变纵向磁场GTAW焊接低碳钢、不锈钢和铝合金等材料焊缝成形发生变化的规律和原因。认为在本研究条件下,无论处于溶池下方还是上方的单励磁线圈产生的外加纵向磁场都使GTAW焊接电弧特征、熔池行为和结晶过程发生了变化,从而导致焊缝成形的改变;同时发现当励磁线圈和电弧中心线不同轴心时,外加磁场对焊缝成形的影响较为强烈,其中铁磁性材料所受影响较显著。     

外加纵向磁场GTAW焊接机理：Ⅰ电弧特性

针对外加纵向磁场GTAW（gas tungsten-arc welding)焊接过程,采用红外热像伪着色法测定了外加纵向磁场GTAW焊接电弧的温度场,并建立了外加纵向磁场GTAW焊接电弧热流密度径向分布模型,对焊接电反外形的变化,焊接电弧电流,电压与外加纵向磁场强度变化的关系进行了研究。     

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中，外加纵向交流磁场，研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响，并探讨了磁场的作用机理。结果表明：外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌，不仅可以细化晶粒，使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善，还可以净化熔池中液态镁合金（使杂质球化并弥散分布），此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性，抑制热裂纹的产生。     

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场,研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响,并探讨了磁场的作用机理。结果表明:外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,不仅可以细化晶粒,使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善,还可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性,抑制热裂纹的产生。     

外加纵向磁场GTAW平板堆焊温度场数值模拟与验证

利用ANSYS对外加纵向磁场作用下GTAW平板堆焊过程温度场进行了数值模拟,并进行了实验验证.结果表明.所采用的简单磁控焊接电弧热源模型在外加磁场作用下形成"钟罩形"电弧,模拟焊接温度场与实验结果基本吻合.     

外加纵向磁场GTAW焊接机理：Ⅱ。电弧模型

针对外加纵向磁场GTAW（gas tungsten-arc welding)焊接过程,采用小孔气体微压传感器法和钨极探针法分别测定了外加纵向磁场GTAW焊接电弧在水冷Cu阳极上的等离子流力和电流密度的分布,并对其规律进行了研究,建立了外加纵向磁场GTAW焊接电板等离子流力和电流密度的径向分布数学物理模型。     

纵向磁场对焊接过程的影响

采用实验与理论分析相结合的方法,研究了外加纵向磁场对TIG煤电弧形态、电弧静特性及焊缝形貌的影响.结果表明:外加纵向磁场的加入改变了电弧形态,使电弧下部扩张,上部收缩,电弧电压升高.使焊缝熔宽增大.     

外加磁场对不锈钢TIG焊接头组织和性能的影响

在外加纵向磁场下对不锈钢进行氩弧焊,通过对焊接试样进行弯曲和拉伸试验、显微组织观察分析,研究外加磁场频率对焊接接头力学性能的影响.结果表明,外加纵向磁场通过电磁搅拌作用改变晶粒的结晶方向、细化晶粒,在磁场频率为20Hz时,焊接接头的力学性能达到最佳.     

纵向磁场下GTAW电弧传热与流动数值模拟

针对外加纵向磁场(LMF)下的焊接电弧的传热与流动特性,建立基于磁流体动力学的二维轴对称数学模型,将流体动力学理论与麦克斯韦方程组进行耦合对电弧的温度场、电势场、电弧压力以及电流密度等进行求解,又分别对磁感应强度为0与0.06 T下的阳极热进行定量分析与对比. 结果表明,外加LMF驱动带电粒子旋转并使电弧扩张,其中心出现负压并形成反重力流将阳极热汇聚于阴极附近,同时电弧因高速旋转增大热对流损失,降低焊接热效率.当磁感应强度为0.06 T时,阳极表面的电流密度、热流密度以及电弧压力等由中心分布转化为双峰分布模式.     

外加磁场对焊接过程的影响

论述了外加磁场对焊接电弧形态、焊接熔池形状、焊缝显微镜组织、焊接缺陷、接头力学性能及残余应力的影响，并讨论了电磁作用下焊接技术的发展方向。     

GTA焊接电弧与熔池系统的双向耦合数值模拟

建立了GTA焊接过程电弧与熔池双向耦合统一数学模型．该模型考虑了熔池自由表面变化对电弧和熔池的影响,并通过不断更新自由表面形状实现了电弧与熔池相互耦合．电弧和熔池的两组控制及辅助方程采用有限差分法进行求解．计算中采用了适体坐标系以确定不断变化的自由表面形状．用所建模型对304不锈钢材料的定点GTA焊接过程进行了数值计算分析,取得了良好效果．     

双相不锈钢复合钢板的焊接

举世瞩目的三峡工程在排砂钢管的制作安装中,选用了双相不锈钢复合钢板,这在国内水电建设中尚属首次.而双相不锈钢复合钢板的焊接在金属结构制作安装中要求高,难度大.为此进行了大量的工艺评定、焊工培训以及产品焊接等应用研究.较全面地掌握了双相不锈钢复合钢板的焊接技术,保证了三峡工程金属构件的制造安装.     

254SMO奥氏体不锈钢的焊接

通过产品制造实例，对254SMO高合金奥氏体不锈钢的特性及焊接特点进行了分析，给出了该钢的焊接方法，焊接材料，焊接顺序及焊接工艺参数，产品质量符合设计技术要求。     

不锈钢与高锰钢闪光焊接溶合区组织

0Cr19Ni6Mn5Mo2不锈钢与ZGMn13高锰钢异质闪光焊接后,不锈钢熔俣区内形成了晶粒尺寸为40nm的面心立方结构纳米晶组织,高锰钢熔合区内产生少量诱发马氏体,热影响区内无碳化物析出和热裂纹产生。     

TIG焊在纺织机械不锈钢圆网制造中的应用

介绍了不锈钢圆网的结构及TIG焊端接接头焊接工艺 ,解决了间距 6根 /cm的 45°不锈钢丝 (0 .4mm)斜纹网布螺旋状焊缝的焊接问题 ,并成功地应用于生产中     

用可变长度热源模拟奥氏体不锈钢多层焊对接接头的焊接残余应力

采用可变长度热源模型对奥氏体不锈钢平板多层焊对接接头的残余应力进行了数值模拟,同时也用实验方法测量了平板对接接头上下表面的残余应力,通过比较由热弹塑性有限元计算得到的残余应力与由电阻应变片法测量得到的实验结果得知,采用该模型对多层焊对接接头残余应力的数值模拟,不仅可以大大缩短计算时间,也可以得到较高的计算精度。     

TCS不锈钢复合热源焊接热影响区晶粒长大的预测

根据等温条件下的铁索体晶粒长大公式,推导出了焊接热影响区(HAZ)铁索体晶粒长大的动力学方程,并结合焊接热循环的数值分析结果对TCS不锈钢热影响区晶粒长大进行了预测.在此基础上,对复合焊新型焊接工艺条件下TCS不锈钢HAZ的晶粒长大情况进行了数值计算,得到了3种工艺参数下TCS不锈钢复合焊HAZ内的晶粒尺寸.基于TCS不锈钢复合焊接接头的金相图片,测量了HAZ内的平均晶粒尺寸,对数值模拟结果进行了验证.初步讨论了晶粒尺寸随热循环温度的长大情况和热循环温度差异对晶粒长大的影响规律.     

焊接参数对异种钢接头热应力影响的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS，对电站锅炉内使用的珠光体耐热钢G102和奥氏体不锈钢SUS304的异种钢接头的焊接温度场和残余应力场进行了数值模拟，并采用不同焊接参数及其焊后去应力热处理进行了对比性分析计算。在双道焊的数值模拟过程中，采用生死单元法，逐道激活焊缝参与计算。结果证明：双道脉冲焊时接头热影响区较窄，应力峰值较低。结果还表明焊后热处理能有效改善接头残余应力的分布状况。     

不锈钢激光焊接接头的力学性能

采用额定功率为５ＫＷ连续可调的ＣＯ２横流激光器,研究了激光的输出功率和焊接地２ｍｍ厚１ｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢的力学性能指标（抗拉经度σｂ,屈服强度σ０．６５）的影响规律;并且通过分析得到了激光焊接１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ薄板的最佳工艺参数。