磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制

将纵向磁场引入到喷射过渡MAG焊接过程,借助高速摄像等手段,详细研究了磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制和焊接飞溅形成机理.试验结果表明,在外加磁场的作用下,焊接电弧和液流束都偏离焊丝轴线一定角度高速旋转,液流束形态为螺旋状;熔滴过渡偏离了焊丝轴线,但始终在电弧烁亮区内进行,并且熔滴过渡频率提高;在液流束与焊接熔池瞬时短路时以及收弧阶段,易产生飞溅.     

基于Matlab的短路过渡动态行为建模与仿真

为了探讨CO2气体保护焊短路过渡过程全数字控制的规律,从熔滴过渡行为角度出发,深入分析了燃弧期间熔滴体积的变化和短路期间的液桥行为,建立了熔滴和液桥行为的数学模型,并对短路过渡的动态电压负载和弧长的动态变化过程进行了数学建模．然后利用Matlab／Simulink建立了全数字控制CO2气体保护焊短路过渡整体系统的仿真模型．仿真波形与试验结果基本一致,证明所建的系统仿真模型是正确的．该仿真研究可以应用于全数字控制CO2气体保护焊短路过渡数字控制规律和动态行为的研究．     

熔滴短路过渡建模及熔池三维瞬态行为模拟

针对短路过渡CO_2焊接的熔滴过渡随机性强、熔池动态行为复杂的特点,考虑熔滴与熔池短路时刻、短路时刻的熔滴半径、温度和中心位置等随机因素,提出了熔滴短路过渡行为模型.采用非对称高斯热源表征电弧热流密度沿焊接方向的非对称性,采用附加源项法处理熔池各动量源,采用VOF追踪熔池气-液界面,采用液相分数法和焓-孔隙度法处理液-固糊状区熔化金属凝固潜热及动量损失,建立了短路过渡焊接熔池的三维瞬态模型.基于FLUENT软件二次开发,模拟了熔池的动态行为,研究了熔池温度场和流场的瞬态变化.对比等速送丝和脉冲送丝情况,熔滴短路间隔时间的概率密度分布和焊缝成形的模拟与实验结果吻合良好,验证了熔滴短路过渡行为模型和熔池三维瞬态模型的有效性.     

基于视觉传感的超声-MIG焊熔滴行为分析

针对镀锌钢在焊接时对焊接参数难以精确控制,导致焊接接头质量较差,从而对镀锌钢超声-MIG焊接过程中的熔滴过渡机制进行深度研究。实验基于视觉传感器在不同的焊接电参数下,对比了超声-MIG与MIG焊接过程,通过图像处理技术提取熔滴的特征参数。结果表明：在焊接小功率参数下,熔滴过渡方式主要是短路过渡,超声此时会阻碍熔滴过渡,熔滴轮廓面积减少,距离熔池高度增加。当焊接功率增大时,在超声辅助作用下熔滴过渡方式主要是大滴过渡和射流过渡,熔滴的几何尺寸均减少,距离熔池高度减少,向熔池过渡频率增加。最后提出一种焊接过程中的熔滴计数算法,实验验证在1 000帧熔滴图像时间内,熔滴过渡周期最高可达37次,保证焊接过程中质量的稳定性,加速了焊接智能化发展。     

外加纵向磁场对CO_2焊接短路液桥的影响

为了减少CO_2焊接飞溅,利用高速摄像装置拍摄外加纵向磁场作用下CO_2焊熔滴过渡过程,对液桥形成段、液桥缩颈段进行了研究.结果表明,当施加低频磁场时,随着磁场频率的增加,熔滴半径随之增大并在磁场频率为60 Hz时达到最大值,此时球状熔滴的体积最大;随着磁场频率的增加,液桥形成段缩短,促进了短路初期的熔滴过渡过程.当施加高频磁场时,液桥缩颈段赤道面的最小半径减小,促进了短路末期的熔滴过渡过程.外加纵向磁场可以有效促进熔滴的短路过渡过程,从而减小CO_2焊接飞溅.     

氧氮氢对自保护药芯焊丝焊缝气孔的影响

通过改变焊接区外加气体介质和焊丝熔敷金属中氧、氮、氢含量的分析,对自保护药芯焊丝焊缝气孔的形成原因及影响因素进行了研究．研究结果表明：氧和氮是影响自保护药芯焊丝焊缝气孔产生的主要原因,氧对自保护药芯焊丝焊缝气孔的产生具有加剧作用,一般情况下,氢不是自保护药芯焊丝焊缝气孔产生的主要因素．     

脉冲磁场作用下GMAW电弧动态过程分析

针对熔化极气体保护焊短路过渡焊接过程不均匀、电弧稳定性差、飞溅较大且焊缝成形欠佳的缺点,建立了横向脉冲辅助磁场,使其作用于短路过渡焊接过程的熔滴短路时刻,根据短路过渡周期Tc及变异系数CV,优化了辅助磁场MIG/MAG焊接工艺参数.实验表明:当脉冲磁场持续时间ton取值为特定焊接参数下短路时间T1的统计平均值时,短路过渡周期趋于均匀,电弧短路过渡周期Tc及变异系数CV降低,短路过渡液桥加速断开,短路峰值焊接电流降低,从而使短路过渡末期能量积累以及电爆炸飞溅几率降低,并且使熔滴过渡过程稳定.     

铝熔化极氩弧焊中的自身调节作用

采用自制装置研究了短弧区铝合金熔化极氩弧焊时的自身调节作用，测定熔滴热焓，温度和焊丝熔化特性证实了阳极斑点爬升现象，了弧长恢复时间常数，并指出短路时过渡时也存在着焊丝熔化率的自身调节作用。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形,研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点,发现其电弧过程行为有“燃弧－熄弧－短路”两种形式,在焊丝直径和送丝速度一定的情况下,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压,可以改变电弧的过程行为形式。若电弧过程呈“燃弧－熄弧－短路”交替进行,并且熄弧时间最短时,短路过渡频率最高,在这种情况下,飞溅小,焊道成型好,焊接过程稳定。     

熔化极脉冲焊电弧形态的可控性及其与熔滴过渡的关系

本文通过试验发现熔化极脉冲焊具有电弧形态可控的特点,通过两种典型目视电弧形态的控制可以在一定程度上控制脉冲电弧的工艺特性。不同的目视电弧形态是不同的瞬时电弧形态的变化过程决定的,本文研究了脉冲电流波形、脉冲电流值和保护气氛等因素对瞬时电弧形态变化过程的影响,为控制电弧形态提供了可能的途径。熔滴过渡与电弧形态有密切的关系。不同的电弧形态决定了不同的熔滴过渡形式(?)本文用高速摄影技术通过平焊和仰焊试验对不同熔滴过渡形式进行了比较,认为一脉冲一滴(脉冲喷滴过渡)和一脉冲多滴(脉冲射流过渡)在平焊和仰焊位置都能实现有力的轴向过渡,但一脉冲多滴的过渡形式可以有更宽的规范区间。跳弧现象是射流过渡的共同物理本质,只有在出现跳弧现象之后,焊丝端头的液体金属才能产生本质的变化,并出现射流过渡的特点。连续电流射流过渡时,跳弧现象只在引弧初期出现一次,而脉冲电流的脉冲射流过渡时,跳弧现象在每次脉冲电流期间都重复出现。脉冲喷滴过渡和脉冲射流过渡时皆有熔滴在脉冲电流停止后过渡的现象。这种在脉冲电流停止后仍能实现熔滴有力过渡的原因是由于惯性作用和细长金属液柱失稳而自动截成数段,形成分离的小熔滴而实现过渡的。     

c-C4F8及其混合气体的灭弧性能

六氟化硫（SF6）气体以其优良的绝缘和灭弧性能广泛应用于各种高压电力设备中,但它也是一种对环境有很大危害的高温室效应气体,因此迫切需要寻找新的低温室效应的、环境友好的气体替代SF6．研制了灭弧试验装置,对温室效应值较低的c-C4F8气体及其混合气体进行了灭弧试验,利用麦也尔电弧模型得到了电弧时间常数和散出能量常数,并分析了其灭弧性能．结果表明,c-C4F8气体在电力设备中具有一定的应用研究价值．     

节能减速器的研制(Ⅲ)—节能减速器的动力学分析及计算

本文对节能减速器的转轴系统进行了分析,运用分支传动系统的直串系统简化的理论,得到了节能减速器的主转轴系统的动力学模型;运用传递矩阵的理论和方法,在微机UN68上获得了主轴系统的固有频率和状态向量,并绘出了主轴系统的主振型;借助CAD系统对其主轴进行了计算机动态模拟.     

高压SF6断路器三维动态电弧仿真

为了研究高压SF ₆断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律.     

钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式分析

目的更精确的界定和证明钢筋混凝土板在不同峰值压力、不同作用时间的爆炸荷载作用下发生的破坏模式变化的规律．方法采用有限元软件Abaqus对钢筋混凝土板的破坏模式进行分析，并考虑了钢筋混凝土的应变率效应．结果Abaqus的数值模拟结果显示，钢筋混凝土板在4种不同峰值压力、不同作用时间的爆炸荷载作用下会发生弯曲和剪切两种不同的破坏模式．结论钢筋混凝土板在相同强度的脉冲压力作用下会发生不同的破坏模式，随着峰值压力的增加与作用时间的减小，破坏模式逐渐由弯曲破坏转变为剪切破坏．爆炸峰值压力较小，作用时间较长时钢筋混凝土板主要发生板边缘和板中部的弯曲破坏：而在爆炸峰值压力较大，作用时间较短时主要发生支撑处的剪切破坏．     

新型钝感炸药组分配比对安全性影响的研究

新概念反应装甲的出现对传爆系统所用炸药提出了新的使用要求,即同时满足高威力、高安全性.充分考虑了钝感机理、粘结机理和组分配比对安全性的影响特性,研制了一种以PETN为主体,蜡、石墨、聚异丁烯为钝感剂与粘结剂的新型钝感炸药,进行了冲击波感度、机械感度以及火烤特性试验.试验结果表明:该新型钝感炸药具有理想能量和感度性能满足技术要求,为解决安全传爆技术奠定了基础.     

CO2气体保护焊控制系统及其实现

为了控制CO2气体保护焊过程中焊接电弧的稳定,提出了焊接电流和平均燃弧电压双闭环实时控制模式并进行了试验研究.在燃弧峰值和燃弧基值分离控制的基础上,研究了两者对电弧稳定性的影响规律,首次提出燃弧占空比的概念,并指出燃弧占空比是CO2气体保护焊过程中电弧稳定性的决定因素.该控制模式通过实时改变峰值电流持续时间调整燃弧占空比,实现了电弧电压的自动调整,保证了焊接过程的稳定性.     

Influence of welding parameters on nitrogen content in welding metal of 32Mn-7Cr-1Mo-0.3N austenitic steel

The transfer behavior of nitrogen into the welding metal during gas tungsten arc welding process of 32Mn-TCr-1Mo-0.3N steel was investigated. The effects of gas tungsten arc welding process variables, such as the volume fraction of nitrogen in shielding gas, arc holding time and arc current on the nitrogen content in the welding metal were also evaluated. The results show that the volume fraction of nitrogen in gas mixture plays a major role in controlling the nitrogen content in the welding metal. It seems that there exhibits a maximum nitrogen content depending on the arc current and arc holding time. The optimum volume fraction of nitrogen in shielding gas is 4% or so. The role of gas tungsten arc welding processing parameters in controlling the transfer of nitrogen is further confirmed by the experimental results of gas tungsten arc welding orocess with feeding metal.     

引信传爆序列界面爆轰传递可靠度的估算

本文应用变组份法估算了一种典型引信传爆序列中安全及发火导爆管与输出导爆管界面间爆轰传递的可靠性,讨论了变组份法在本系统可靠性估算中的适用性及优越性,并指出了应用变组份法应该注意的一些问题,估算结果表明该系统界面爆轰传递可靠性完全可以满足引信传爆序列对界面爆轰传递可靠性的要求。     

变化的表面传热系数对磨削温度场的影响

详细分析了磨削弧内磨削液流的状态 ,引用温度边界层的概念 ,论证了磨削弧内的磨削液膜的状态 ,并由此得出磨削弧内的表面传热系数是随变化的壁温和位置而变化的 ,在求解温度场的分布时 ,变化的表面传热系数更符合实际的情况     

弧压、电流对熔滴短路过渡频率的影响

对细丝CO2弧焊的熔滴过渡及其电弧行业进行了实验研究,分析了弧焊过程的稳定性和分散性,得到了主要焊接规范弧压,电流对熔滴短路过渡频率影响的统计规律和二维稳定域,由此规律得到的给定电流的弧压初选推荐值,可用于建立短路过渡过程自寻优控制的初始状态。