资源描述：
《高效焊接熔池》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、高效焊接熔池形态及热过程数值分析的研究进展山东大学武传松2007-8-25*高效、优质、低耗是当前制造业对焊接技术提出的迫切要求.*焊接作为一种重要的制造成形工艺，其效率的提高对企业总的生产率的提高有着举足轻重的影响.*现代制造业为了增强市场竞争能力，对焊接生产加工的效率提出了越来越高的要求..提高焊接生产率的主要途径:采用高能密度焊接工艺技术（等离子弧焊接、激光焊、电子束焊）；对现有电弧焊工艺进行高效化改进（如Tandem焊接,T.I.M.E.焊接，DE-GMAW焊接等），充分利用电弧焊低成本和高适应性的特点；复合热源焊接技术（如激
2、光+电弧复合焊接）。对各类高效焊接过程的熔池形态与传热过程进行数值分析，可以得出不同工艺条件下焊接温度场和焊缝成形的基础数据，这对于深入了解工艺机理、优化焊接工艺参数、实现焊接过程自动控制，都具有重要的理论意义和工程实用价值。一.等离子弧焊接热过程分析等离子弧焊接,能量高度集中,形成穿透工件的小孔,焊缝深而窄.必须考虑热流沿工件厚度方向的分布,以及等离子流力对熔池的”挖掘”作用.建立恰当的,适用的等离子弧焊接的体积热源作用模式:考虑:’倒喇叭’状焊缝断面的特点,热流沿工件厚度方向的分布,等离子流力对熔池的”挖掘”作用.(1)体积热源的
3、作用区域,在工件上表面最大,在下表面最小;沿工件厚度方向,按某种规律衰减;(2)沿工件厚度方向,热流最大值恒定;在垂直z轴的任一平面内,热流按高斯分布;根据以上两点,提出两个体积热源模式:1.三维锥体体积热源模式（TDC:Three-dimensionalconicalheatsource）三维锥体热源模式（TDC）2.改进型三维锥体体积热源模式（MTDC:Modifiedthree-dimensionalconicalheatsource）:改进型三维锥体热源模式MTDC计算结果与实验结果的比较可以看出:’锥体’TDC和’改进型锥体
4、’MTDC热源模式,还不能充分反映小孔等离子弧焊接的特点,计算结果仍有较大误差,尤其是熔合线的走向.3.小孔等离子弧准稳态热源模式（QPAW:Quasi-steadystatePAWheatsource）准稳态PAW热源作用模式QPAWPAW焊接熔池及小孔形状示意图150000C基于QPAW计算出的焊缝横断面与实验结果（9.6mm厚不锈钢板,U＝31.2V，I＝240A，v0＝2mm/s）基于QPAW计算出的焊缝横断面与实验结果(9.6mm厚不锈钢板，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）（U＝31.7V，I＝250A，v0
5、＝2mm/s）（U＝31.2V，I＝240A，v0＝2mm/s）计算出焊缝横断面与实验结果(9.6mm厚不锈钢板,基于QPAW)0.53s1.51s2.48s3.07s3.96s4.56s基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件上表面）（w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）0.53s1.51s2.48s3.07s3.96s4.56s基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件纵截面）（w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）0.53s1.51s2.
6、48s3.07s3.96s4.56s基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件横截面）（w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）二.DE-GMAW高速电弧焊接I=Ibm+Ibp.I:wirecurrent;Ibm:basemetalcurrent;Ibp:bypasscurrentTorchesinDE-GMAWTungstenelectrodeAngle:<60˚d1=mmd2=mmd3=mmShieldinggasWeldingdirectionParametersforaStablePr
7、ocessHeatInput(BaseMetalCurrent)Control焊接速度达1.27m/min,焊缝成形良好,没有成形缺陷DE-GMAW高效焊接热场的有限元分析PredictedandmeasuredweldcrosssectioninDE-GMAWDE-GMAWMIGDE-GMAWMIGDE-GMAWMIGDE-GMAWMIGDE-GMAW焊接接头变形的有限元分析结果三.激光+GMAW电弧复合热源焊接电弧焊/GMAW能量便宜可填充金属对间隙不敏感焊速低变形大激光焊/Laserwelding穿透力强焊接速度快热输入量低变形
8、小焊缝搭桥能力差接头装配要求高初始投资大复合热源焊接/Hybridwelding焊接过程稳定；焊缝美观；焊接速度快；热量输入低；接头装配精度可降低；低功率激光焊与电弧焊复合可以达到大功率激光焊的熔深水平复合热源焊接速度高
