贾传宝武传松高进强
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00073
利用自主研发的受控脉冲穿孔等离子弧焊接系统及其控制模式, 进行了等厚度板和变厚度板的受控脉冲穿孔等离子弧焊接工艺实验. 本文中定义小孔的热滞后时间(tL)为尾焰电压信号达到其峰值70\%时所需时间(tVE0.7)与焊接电流达到峰值所需时间(tIP)之差, 并测定了不同工艺条件下小孔的热滞后时间.实验结果表明, 等厚度不锈钢板焊接实验条件下, 小孔的热滞后平均时间是0.36 s; 变厚度不锈钢板焊接实验条件下, 随着试件厚度逐渐变薄, 焊接电流峰值不断降低,但各个周期内小孔的热滞后时间的波动幅度不大, 其平均值为0.22 s.
关键词:
小孔
,
thermal lag effect
,
controlled pulse current
,
plasma arc welding
丁文静
,
何雅玲
,
陶文铨
工程热物理学报
本文在SIMPLEC计算程序的基础上,开发了适用于各种流动Mach的计算程序,既能用于计算不可压缩流体,又可以计算可压缩流动.利用此程序计算了一些典型算例,和有关文献结果符合较好.最后利用可压缩程序计算了小孔型脉管制冷机当小孔处于最佳开度时小孔处的气流分布.
关键词:
可压缩
,
脉管制冷机
,
小孔
,
2D数值模拟
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
徐斌
,
胡庆贤
,
陈树君
,
蒋凡
,
王晓丽
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00518
基于流体动力学原理, 同时考虑电弧压力、表面张力、电磁收缩力、浮力和重力等因素影响, 建立了随小孔深度增加热力作用二次变化的三维瞬态计算模型. 利用上部双椭球体下部锥体的组合式体积热源描述等离子电弧对焊接工件的热作用, 提出了可以维持小孔稳定的“孔内固体搅动式”计算方法. 为了提高计算效率, 建立了相对焊缝纵截面对称的计算区域; 计算过程利用流体体积函数(VOF)法追踪小孔边界, 基于FLUENT软件对穿孔型等离子弧准稳态焊接过程进行了数值模拟, 得到了准稳态焊接过程中小孔、熔池及流场的动态变化行为, 分析了穿孔型等离子弧焊接(K-PAW)准稳态过程的稳定性, 探讨了影响小孔稳定的工艺因素, 最后进行了计算模型的验证实验. 结果表明, 在设定的焊接工艺参数下, 3.0 s之后焊接过程达到准稳态, 准稳态焊接过程中小孔前壁熔池较薄, 平均厚度为0.6 mm, 且小孔前壁有一定倾斜现象, 使得背面小孔中心相对焊接中心向后偏移, 焊接不同时刻偏移量在0.46~0.97 mm之间波动. 在准稳态焊接过程中熔池内存在稳定的逆时针涡流, 计算所得的背面小孔宽度与实验结果吻合良好.
关键词:
K-PAW准稳态过程
,
小孔
,
熔池
,
流场
,
数值模拟
贾传宝
,
武传松
,
高进强
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00073
利用自主研发的受控脉冲穿孔等离子弧焊接系统及其控制模式,进行了等厚度板和变厚度板的受控脉冲穿孔等离子弧焊接工艺实验.本文中定义小孔的热滞后时间(tL)为尾焰电压信号达到其峰值70%时所需时间(tVE0.7)与焊接电流达到峰值所需时间(tIP)之差,并测定了不同工艺条件下小孔的热滞后时间.实验结果表明,等厚度不锈钢板焊接实验条件下,小孔的热滞后平均时间是0.36 s;变厚度不锈钢板焊接实验条件下,随着试件厚度逐渐变薄,焊接电流峰值不断降低,但各个周期内小孔的热滞后时间的波动幅度不大,其平均值为0.22 8.
关键词:
小孔
,
热滞后效应
,
受控脉冲穿孔
,
等离子弧焊
王小杰
,
武传松
,
陈茂爱
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00021
利用Level-Set理论与方法追踪小孔界面的演变过程,建立了等离子弧定点焊熔池与小孔的数学模型,对不锈钢试件等离子弧定点焊熔池的穿孔过程进行数值模拟,获得了多种工艺条件下熔池与小孔形状和尺寸的动态变化数据.结果表明,6 mm厚度不锈钢试件等离子弧定点焊,当焊接电流为170和180 A时,分别在2.7和2.5 8形成贯穿工件厚度的小孔;等离子弧定点焊过程中,小孔断面的形状由开始的U字型转为V字型,穿透工件后又呈现类似双曲线型.通过测量熔池穿孔时刻的等离予弧尾焰电压信号,对数值分析结果进行了实验验证.
关键词:
等离子弧定点焊
,
小孔
,
熔池
,
数值分析
孙俊华
,
武传松
,
秦国梁
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00072
受控脉冲穿孔等离子弧焊接(PAW)过程中,小孔形状随焊接电流动态变化,经历“形成-长大-缩小-闭合”的变化过程.本文在对受控脉冲PAW瞬态温度场进行数值模拟的基础上,通过分析焊接熔池表面的受力状态,建立了小孔形状的模型,考虑了盲孔(小孔深度小于工件厚度)和穿透小孔2类情况.对焊接熔池内三维小孔在一个脉冲周期内的变化过程进行了数值计算.进行了受控脉冲PAW工艺实验,验证了穿孔持续时间的数值分析结果.
关键词:
受控脉冲穿孔
,
等离子弧焊接
,
小孔
,
动态变化
,
数值模拟
张涛
,
武传松
,
陈茂爱
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00147
考虑熔池与小孔的耦合作用,建立了穿孔等离子弧焊接三维瞬态熔池流体流动和传热过程的数学模型.采用流体体积函数法追踪小孔的形状与尺寸,利用焓-孔隙度法处理凝固熔化过程中的相变潜热以及动量损耗问题.针对穿孔等离子弧焊接的工艺特点,建立了随小孔深度动态调整的组合式体积热源模式.对8 mm板厚的不锈钢工件进行了穿孔焊接工艺实验和数值模拟,获得了等离子弧焊接过程中熔池出现、小孔形成、流场与温度场演变、工件熔透与穿孔等动态过程的基础数据,展示了小孔穿孔前后熔池流体流动规律.工件背面小孔形状尺寸以及焊缝横断面的数值模拟结果与实验测试结果基本吻合.
关键词:
熔池
,
小孔
,
流体流动
,
传热
,
等离子弧焊
