CO-,2-氣體保護焊擺動過程的焊縫成形力學行為研究.pdf

1、全位置擺動焊接過程，焊炬擺動到不同位置，熔池液態(tài)金屬受力對焊縫成形所起的作用亦不相同，而且是不斷變化的，甚至嚴重影響焊縫形狀和質量。因此擺動焊接過程中熔池力學行為的研究較為重要。目前，國內外學者對焊接熔池行為的研究主要集中于非擺動焊接模式，而對焊接生產中廣泛應用的CO2擺動焊接的理論研究很少。 本文在高斯熱源基礎上推導出了模擬電弧擺動的帶狀熱源模型，并基于該熱源模型對擺動焊接熔池從未熔透到熔透過程中三維形狀的動態(tài)演變過程進行了數(shù)

2、值模擬；分析了擺動焊接過程中，不同焊接位置(平焊、橫焊、立焊、仰焊)液態(tài)溶池的受力情況，研究了熔池液態(tài)金屬在各種力作用情況下的流動行為； 分析了擺動方式對不同焊接位置焊縫成形的影響；建立了熔池受力情況及表面變形的理論模型，并對熔池的流場及速度場進行了數(shù)值模擬。 研究結果表明，平焊擺動焊接過程中，熔池寬度和長度在其形成初期增長迅速，隨后增長速度放慢，當熔池達到宏觀準穩(wěn)態(tài)后，則相對穩(wěn)定，不再發(fā)生變化，工件未熔透以前，熔池的最

3、大熔深隨著時間逐步增加；當熱源接近時，焊縫附近節(jié)點溫度瞬時上升至1100℃以上，熱源經過后，溫度又降至130℃以下； 距焊縫中心2 mm和4 mm處節(jié)點(焊縫附近節(jié)點)，其溫度低于200℃時，升溫速度平緩，達到200℃以上，則升溫速度明顯增大；熔池流體流動速度的最大值出現(xiàn)在熔池中心下部的位置。立焊擺動焊接過程中，重力對焊縫成形不利；立向上焊時，下部熔池液態(tài)金屬在重力作用下流淌，波形下墜，余高較大；立向下焊時，下部熔池液態(tài)金屬在重

4、力和電弧推力共同作用下流淌，借助焊槍擺動可以獲得成形較好的焊縫；流體流動速度的最大值出現(xiàn)在熔池中心處。 橫焊擺動焊接過程中，采用45°斜擺角時，使熔池液態(tài)金屬下淌的重力分量將減少30％，斜擺角越大，使熔池液態(tài)金屬下淌的重力分量越?。涣黧w流動速度的最大值出現(xiàn)在下坡口處。仰焊擺動焊接過程中，熔池呈倒懸狀態(tài)，沒有固體金屬的承托，必須控制電弧壓力對熔池的作用，適當減輕重力對焊縫成形的惡化作用；流體流動速度的最大值不出現(xiàn)在熔池中心上部的位