超窄間隙TIG焊噴嘴的建模及仿真.pdf

1、隨著高強鋼、控軋鋼及細晶粒鋼等優(yōu)質(zhì)鋼廣泛應用于壓力容器、鍋爐、重型機械、海洋結構和造船、以及壓力管道等行業(yè),所面臨的主要問題是焊接熱影響區(qū)易出現(xiàn)軟化,而采用超窄間隙焊接技術可以有效解決細晶粒鋼焊接時熱影響區(qū)軟化問題,獲得優(yōu)異的焊縫組織和力學性能。而要實現(xiàn)超窄間隙TiG焊,所需解決的關鍵問題是在過窄間隙內(nèi),電弧無法通過自調(diào)節(jié)作用維持自身穩(wěn)定而沿側壁攀升,導致側壁熔合不良,以及保護氣經(jīng)焊槍噴入狹小間隙,易產(chǎn)生紊流,將空氣卷入,使熔池和鎢極被

2、氧化的難題。對此,在采用焊劑帶約束電弧的方法來有效阻止側壁引弧問題的基礎上,通過對超窄間隙TiG焊環(huán)境下保護氣體流態(tài)及流場分布特性的研究,建立了超窄間隙TiG焊槍噴嘴的理論模型,通過數(shù)值模擬和實際試驗評定方法,快速有效地實現(xiàn)了超窄間隙TiG焊氣保護裝置噴嘴的研制。主要開展了以下幾方面的工作:
　　 (1)建立了STN和HTN型焊槍噴嘴的兩種理論模型。針對超窄間隙TIG焊工藝要求,以及所提出的陶瓷管噴嘴方案和扁平嘴噴嘴方案的理論分

3、析和試驗結果分析,探索研究了氣體流動特性對保護效果的影響,并根據(jù)流體力學和氣體動力學原理,提出了非嵌入式焊槍噴嘴設計方案的理論模型。
　　 (2)建立了STN和HTN型焊槍噴嘴模型的有限元模型。通過對理論模型的實體建模、網(wǎng)格劃分,建立其有限元模型,并對有限元模型下氣體流態(tài)和流場分布進行了仿真。探究了間距和流量對間隙內(nèi)氣體流場分布特性的影響,對兩種理論模型的保護效果做出定性判定。
　　 (3)按照有限元模型加工了噴嘴實體,