孙俊生
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武传松
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董博玲
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Y.M.Zhang
金属学报
综合考虑影响等离子弧小孔形成的等离子流力、重力、表面张力等力学因素,建立了等离子电弧+乌极电弧(PAW+TIG)双面焊接小孔形成过程的数学模型,并与焊接传热的控制方程耦合,采用数值模拟技术,定量分析了小孔形成的动态过程.根据数值分析结果,将小孔的形成过程分为开始焊接到熔透、熔透到开始穿孔、开始穿孔到小孔形态稳定三个阶段,熔池的最小跨距可作为小孔建立的评价指标.小孔的形成是热、力共同作用的结果.
关键词:
PAW+TIG电弧
,
null
,
null
陈茂爱
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武传松
,
杨敏
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唐逸民
,
吴人洁
金属学报
利用萃取复型技术, 对Ti--V--Nb微合金钢母材、焊缝及模拟粗晶区中
第二相粒子进行了研究. 结果表明, 母材中的粒子为含有Ti, V, Nb的
碳氮化合物复合粒子, 其尺寸均在100 nm以下; 粒子的形状不规则,
不同粒子具有不同的成分. 焊接过程中, 溶池中的碳氮化合物粒子绝
大部分发生溶解, 溶解到溶池中的Ti通过冶金反应生成TiO, TiO与溶
池中的其它脱氧(脱硫)产物结合成尺寸较大的夹杂物; 而溶解到溶池
中的Nb及V未重新析出. 分析表明, TiO位于夹杂物的表面, 且其附近
一般有MnAl2O4相, 两者具有相同晶体位向. 焊接热循环后, 焊接粗晶
区中仍保留了较多的粒子, 但粒子尺寸显著增大, 粒子的形状由母材中
的不规则状变为方形, 粒子的Ti含量显著提高.
关键词:
微合金钢
,
second phase particle
,
welding thermal cycle
孙俊生
,
武传松
金属学报
根据电弧物理基本原理,建立了MIG焊接电流密度在变形熔池表面的分布模型,在此基础上得到电弧压力计算模型.计算结果表明,MIG焊接电弧压力在电弧中心线附近呈双峰分布,且双峰向电弧后方偏移,在离开电弧中心线一定距离处变为单峰分布.熔池表面变形程度对电弧压力分布有显著影响.采用双峰分布的电弧压力、热流密度分布模型,定量分析了焊接工艺参数对熔池几何形状的影响规律,为焊缝几何尺寸的预测和控制提供了可靠数据基于该模型计算的焊缝几何形状与实测的吻合良好
关键词:
电弧压力
,
null
,
null
,
null
高进强
,
武传松
金属学报
在分析ＴＩＧ焊接电弧光谱的基础上, 设计出复合滤光镜头, 与普通ＣＣＤ摄像机组成视觉传感器, 从试件正面观测熔池图像, 焊接过程中根据电流大小通过软件调整采集图像亮度, 得到了比较清晰的ＴＩＧ焊接熔池图像, 利用自行开发的图像处理算法, 检测了熔池正面的形状参数. 该算法处理一幅图像同时不超过７０ｍｓ, 满足实时检测的需要.
关键词:
熔池几何参数
,
null
武传松
,
L.Dorn
金属学报
建立了熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）焊接熔地流场与热场的数值分析模型，分析了熔滴冲击力对MIG焊接熔池表面形状的影响规律，提出了计算焊缝余高部分和熔池几何参数的算法定量分析了熔滴到达熔池表面时，其冲击力对焊缝和熔地形状的影响．低碳钢平板MIG堆焊工艺试验结果表明，计算值与测试值吻合
关键词:
熔滴冲击力;熔池表面形状
,
MIG weld pool
武传松
,
张明贤
金属学报
根据当前制造业对高效、优质、低耗焊接技术的迫切要求，研发出低成本的高速电弧焊接新工艺DE-GMAW。该工艺在常规GMAW焊接设备的基础上，通过附加GTAW焊枪构成旁路电弧，分流了一部分通过焊丝的焊接电流，在施加于焊丝的电流较大的情况下（保证了熔敷率），减小了作用于母材的热输入，解决了高速焊接面临的矛盾，实现了高速电弧焊接。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和应力变形进行了数值模拟。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。
关键词:
高速电弧焊接
,
process mechanism
,
DE-GMAW
,
finite-element analysis
胥国祥
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武传松
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
为了建立激光+ GMAW电弧复合焊接的体积热源作用模式, 根据激光深熔焊接的焊缝形状特征, 分析了激光焊接的热源作用特点, 提出了4类新的体积热源分布函数. 建立了激光焊接温度场的数值分析模型, 计算出了4类体积热源模式下的激光焊缝形状尺寸, 与实测结果进行了对比. 发现提出的4类体积热源模式能够较好地对激光焊接过程中激光热源对焊缝成形的作用进行表征, 是恰当的和适用的.
关键词:
激光焊接
,
heat source mode
,
weld formation
,
Hybrid welding
李岩
,
冯妍卉
,
张欣欣
,
武传松
工程热物理学报
本文建立了描述等离子弧焊接熔池相变传热与流动的三维数理模型，考虑表面张力、电磁力和浮升力的作用，并针对等离子弧焊接特点，改进组合式体积热源模型，上部采用双椭球热源，下部采用圆锥体热源。重点分析了焊接熔池形状和温度场的演变过程，熔合线的模拟形状与实验焊缝吻合，较好地呈现了焊缝的凸起和熔池宽度，验证了数学模型和热源模型的正确性。本文还进一步开展了焊接功率和焊接速度的影响分析。研究结果表明，流动对焊缝形状的影响不容忽略，而表面张力在三个流动驱动力中占主导地位；焊接功率越大，焊接速度越小，越有利于焊件焊透，数值模拟得到优化的焊接功率和速度有益于实际焊接生产质量及效率。
关键词:
等离子弧
,
焊接
,
热源模型
,
表面张力
,
熔池
李岩
,
冯妍卉
,
张欣欣
,
武传松
工程热物理学报
本文建立了考虑穿孔效应的等离子弧焊接传热与流动的三维数学模型.在该模型中,开发出一种新颖的随小孔连动的热源模型,即能量密度仿照实际的焊接热物理过程随小孔增长而动态变化,有效地表征了热量沿厚度方向传输过程.同时应用体积流函数(VOF)方法追踪小孔界面,将小孔深度作为热源参数调控热源分布,实现了穿孔过程与熔池内传热及流动的动态耦合.针对实验工况,数值求解了穿孔焊接过程中动态热量传输和相应的焊接温度场,并考察了小孔界面及其周围熔融金属流动的演变过程;焊接熔池形状尺寸和焊件穿孔时间的计算值与实验数据吻合较好,验证了本文模型的正确性.
关键词:
热源模型
,
熔体流动
,
体积流函数
,
小孔
,
等离子弧焊接
