电子束焊接热输入对Ti-6Al-4V组织结构的影响

利用SEM、TEM和显微硬度等方法对TC4的接头焊缝区域进行了分析。结果发现焊接热输入能量的大小与分布模式对焊缝晶粒尺寸有重要影响 ,焊接热输入为 4 8.0kJ/m表面聚焦模式时 ,焊缝组织较为均匀 ,晶粒尺寸为 35 0 μm。随着焊接热输入的逐渐增大 ,焊缝结晶形态由等轴晶向柱状形态演化 ,粗大的针状α +β相和马氏体α′相从单向长针状转换为多向短针状。电子束的热输入模式亦对焊缝金属中的位错分布及形态有较大影响 ,随着热输入的增大 ,焊缝中产生的位错密度逐渐增大 ,但与母材相比仍然较少。焊缝处显微硬度随电子束焊接热输入模式的不同会有明显的变化 ,这可能与焊缝中形成针状α +β相的形态及分布方式有关。焊接热输入为 4 8.0kJ/m表面聚焦模式时显微硬度的分布较为均匀化 (4 0 4 - 4 80HV)。     

电子束焊接熔池周期性波动的数值模拟

为了更深入地探究电子束焊接过程中的机理问题,利用数值软件Fluent,对10mm厚的2219铝合金电子束焊接熔池进行三维瞬态模拟。分析电子束焊接进入准稳态后熔池中涡流的变化规律和产生原因,并结合电子束与匙孔壁面相互作用进行讨论。结果表明:电子束焊接进入准稳态后熔池呈周期性波动;根据液态金属流动情况可将焊接熔池分为3个区域,区域Ⅰ中的液态金属维持了熔池体积的稳定,区域Ⅱ中的涡流起到扩大熔池表面的作用,区域Ⅲ中的涡流促使匙孔坍塌;通过对电子束与匙孔壁面的耦合分析可知,电子束在匙孔壁面上并不是均匀分布的,这造成了匙孔底部具有一定的滞后性。     

电子束横焊3mm纯铌板的熔池形态

在电子束平焊全熔透情况下,超导腔焊缝正面在反冲压力作用下易发生未焊满及塌陷等缺陷。采用合适的电子束横焊工艺参数,得到了符合工艺要求的正面余高焊缝。并且建立了3 mm厚的高纯铌板横焊过程的二维模型,针对不同的焊接参数分别设计了不同尺寸和形状的熔池,结合VOF算法,模拟焊接熔池里液态金属自由表面存在状态,得到了不同焊接参数下熔池的演变过程。实验结果显示,焊接熔宽随焊接线能量的升高而增大,数值模拟与实验结果较吻合。     

电子束环焊2 mm高纯铌熔池行为的数值模拟

基于VOF 算法建立了2 mm 厚的高纯铌电子束环焊过程的三维数学模型,在模型中考虑了金属蒸气反冲压力、表面张力、重力等关键熔池驱动力,计算出了环形熔池的温度场和流场对熔池中关键位置进行分析,并总结了纯铌环焊熔池的特点.模拟结果表明,在纯铌环形结构未熔透时,由于母材对熔池的支撑作用,匙孔波动情况与平焊类似;在环形结构焊...     

国内外电子束钎焊及其数值模拟研究动态

综述了国内外电子束钎焊的研究概况,以及电子束钎焊温度场及应力场数值模拟的研究发展动态。简述了电子束钎焊的应用及国内外研究者在电子束钎焊热过程研究中已取得的部分成果,指出数值模拟技术在电子束钎焊热作用过程研究中的重要作用。但是,由于数值模拟研究方法使用中对问题的抽象与简化,使得对实际复杂焊接结构的计算精度还有待提高。特别是鉴于电子束钎焊过程的快速高效局部热作用,开展其应力场以及结构应力缓和控制方面的深入研究就显得尤为重要。