小孔等离子弧焊接热场的有限元分析

根据小孔等离子弧焊接的工艺特点，建立了相应的热源模型和焊接热场的分析模型。数值模拟结果表明，一般的双椭球体热源和三维锥体热源不能准确描述小孔等离子弧焊接热过程。提出了改进型的三维锥体热源模型，可以较准确地计算焊缝的正面和背面熔宽，但熔合线走向的计算精度仍较低。在此基础上，考虑等离子弧对熔池的热-力作用，建立了符合小孔形态的热源模型，对小孔等离子弧焊接热场进行了有限元分析，计算出的小孔等离子弧焊缝形状与试验结果吻合良好。     

等离子弧焊接小孔形状和穿孔过程的数值分析

根据小孔壁面上的力学平衡条件,建立了穿孔等离子弧焊(PAW)的小孔模型.利用该模型,对6 mm厚不锈钢板PAW准稳态小孔的形成过程进行了数值计算,得到了不同工艺参数下准稳态小孔的形状和尺寸.根据达到准稳态时小孔壁面的受力状态,对PAW过程中小孔从盲孔到穿孔的转变机制进行了探讨,分析计算了小孔壁面上各区域的作用力大小.随...     

等离子弧焊接过程数值模拟研究现状分析

等离子弧焊接过程数值模拟是研究等离子弧焊接机理和优化等离子弧焊接工艺参数的重要手段。以对小孔的处理方式作为分类依据,从未直接考虑小孔的PAW数理模型、假定小孔形状的PAW数理模型、计算追踪小孔边界的PAW数理模型、追踪小孔并直接考虑小孔作用的PAW数理模型四个方面综述了国内外等离子弧焊接过程数值模拟的研究进展。     

穿孔等离子弧焊接热场和流场的数值模拟

考虑熔池和小孔的耦合作用,建立了穿孔等离子弧焊接热过程的三维瞬态模型.采用焓孔隙度法处理了凝固熔化过程中相变潜热以及动量损耗问题.基于流体体积函数法（VOF）对小孔界面实施追踪.对等离子弧焊从小孔形成到穿孔的瞬态演变行为、熔池流场的动态变化过程进行了数值模拟.开展了穿孔等离子弧焊接试验,对数值模拟结果进行了试验验证.结...     

小孔等离子弧焊接能量分配及损失分析

通过公式计算对小孔等离子弧焊的等离子孤功率损失进行分析.等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等.通过定量计算,研究了等离子弧在焊接过程中的功率损失以及在穿孔焊接过程中形成小孔所需要的等离子孤功率大小等问题.     

基于数学模型的等离子弧焊接动态热源分析

通过建立等离子弧焊接熔池的三维数学模型,并以小孔动态演变过程与热源模型之间的相互耦合作用为基础,研究熔池内部的传热和流动过程,并由此建立出热源的动态模型。小孔形状尺寸可以通过体积流函数法得到,同时可建立小孔形状与热源模型之间的耦合关系。得到等离子弧焊接的温度场、流场和小孔的动态演化规律后,实验验证了焊接横断面熔池形状尺寸和小孔的穿孔形状尺寸的理论结果。     

基于SYSWELD的穿孔等离子弧焊接温度场有限元分析

K－PAW焊接时形成具有“倒喇叭”状的焊缝．根据K－PAW的焊缝形状特点,通过比较多种热源作用模式,得到了适合于K—PAW焊接的组合式体积热源作用模式,即,沿板厚方向,工件的上部采用双椭球体热源,下部为中心轴热流峰值线性递增的圆柱体热源．将“双椭球体＋峰值递增圆柱体”组合式热源应用于SYSWELD软件与K—PAW焊接热...     

机械产品焊接过程中受控脉冲穿孔等离子弧焊接小孔动态行为分析

将视觉传感器应用于受控脉冲穿孔等离子弧焊接技术,检测小孔的动态行为,为调整机械产品的焊接工艺参数提供依据。结果表明:一个脉冲周期会对应产生一个小孔,每个小孔都依次经历了出现、长大、缩小和闭合,且小孔位置偏移量由刚穿孔时的最大逐渐变为闭合时的最小。     

等离子弧焊接过程数值模拟的现状及发展

以等离子弧焊接过程为对象，分别从焊接电弧和焊接熔池的角度，概括了近年来等离子弧焊接电弧及熔池数值模拟领域取得的一些进展，分析了现有数学模型中存在的问题，提出了今后的发展方向。     

小孔等离子弧焊接中小孔状态的传感技术研究

小孔等离子弧焊接是一种高能量密度的高效焊接方法。小孔的稳定性是影响小孔型等离子弧焊接过程稳定性和接头质量的重要因素。在焊接过程中及时获取表征熔池小孔特征行为的信息．就成为等离子弧焊接研究的前沿课题。介绍了小孔等离子弧焊接中小孔状态的传感检测原理，指出利用声音信号、电弧孤光强度、尾焰电压、熔池图像信号、多传感信息融合和等离子云导电性都能在一定条件下实现小孔状态的检测．并分析了这些传感方法的特点。     

PAW+TIG电弧双面焊接小孔形成过程的数值模拟

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＋钨极电弧（PAW＋TIG）双面焊接时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。     

等离子弧堆焊层的组织与性能的磁场控制

在对两种铁基合金（Fe5和Fe3）进行等离子弧堆焊过程中加入纵向直流磁场来控制堆焊层的硬质相形态及分布，并对两种堆焊层进行了硬度、磨损试验，显微组织及X射线衍射分析，对两种粉末的堆焊层的组织性能进行研究。结果表明，施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好；磁场电流为3A时的堆焊层性能最佳；合金堆焊层的显微组织α、γ固溶体被充分细化，并获得理想的硬质相Cr7C3，CrB等。     

逆焊接加热处理温度场的有限元分析

用有限元数值模拟了采用逆焊接加热处理方法在试板厚度方向产生的温度场分布。计算比较了采用水作为冷却介质,不同的加热温度等因素对形成温度场的影响,为进一步采用热弹塑性理论计算应力场分布奠定了基础。     

等离子与钨极双面电弧焊接热过程的数值模拟

利用由等离子电弧(PAw)与钨极电弧(TIG)构成的单电源双面电弧焊接(DsAw)工艺可以获得深宽比较大的焊缝，该工艺具有高效、低成本的特点，是一种先进焊接技术．本文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，建立了小孔形成过程的数学模型，并以此为基础建立了DSAW电流密度分布和焊接传热的控制方程．采用数值模拟技术对上述方程进行耦合求解，定量分析了双面电弧焊接条件下的传热规律及热影响区性能，同时作为对比也模拟了PAW焊接的传热现象，揭示了DSAW大幅度增加熔深、改善热影响区性能的机理，为工艺参数优化设计提供了依据．     

旋转磁场作用下的TIG焊电弧运动特征

将旋转磁场应用于TIG焊电弧,用高速摄像研究了励磁转换频率、励磁电流大小以及励磁相序对TIG焊电弧运动特征的影响规律,并分析了这些磁场参数改变电弧运动行为的原因.     

NUMERICAL SIMULATION OF TEMPERATURE FIELD ON FLASH BUTT WELDING FOR HIGH MANGANESE STEELS

1. IntroductionW ith the developm entofrailw ay tow ard high-speed,heavy-load,trans-regionaland seam less,high-erperform ancessuch aslongerservice life, betterfatigue-resistance and w ear-resistance are desired forthe frog system on the railw ay.M eanw hi…