定點、運動TIG焊接熔池行為及規(guī)律研究.pdf

1、隨著焊接生產(chǎn)節(jié)拍的不斷加快，對焊接效率的要求也越來越高。增大焊接電流，提高焊接速度，是提高焊接效率最常采用的方法。但是焊接速度的提高又會帶來一些焊接缺陷，如焊縫成形差，焊道不連續(xù)，咬邊等。所以，為了改善高速焊接時的焊縫成形，需要了解焊縫成形不良的機理。而咬邊是焊接缺陷中最普遍的一種，本文基于熔池深寬比變化對咬邊的產(chǎn)生有著對應(yīng)關(guān)系這一規(guī)律，對TIG焊接熔池的形態(tài)進(jìn)行了研究分析。主要研究內(nèi)容如下： ⑴采用有限體積法，使用FLUENT

2、軟件建立了定點、運動TIG焊接熔池的三維瞬態(tài)模型，對焊接熔池流場和熱場進(jìn)行了模擬分析研究，并進(jìn)行了一些焊接工藝實驗，通過將焊縫成形結(jié)果與計算結(jié)果進(jìn)行比較，來驗證數(shù)值模擬的計算結(jié)果。 ⑵在對定點TIG焊接熔池流場和熱場進(jìn)行模擬時，熱源模型采用經(jīng)典的高斯熱源分布模式，而對運動TIG焊接熔池流場和熱場進(jìn)行模擬時，考慮電弧的后拖效應(yīng)，選用更貼近于實際的雙橢圓熱源分布模式。材料的各項熱物理性能參數(shù)采取隨溫度變化的方式，同時考慮了工件和外界

3、的對流換熱及輻射。 ⑶研究了定點TIG焊接在相同電流不同焊接時間，相同熱輸入，不同表面張力溫度系數(shù)，三種焊接條件下熔池?zé)釄龊土鲌龅淖兓?guī)律及咬邊情況，研究表明：相同電流時，加熱時間長能得到大的熔池深寬比和小的溫度梯度，不易產(chǎn)生咬邊；相同熱輸入，小電流長時間加熱能得到大的深寬比和小的溫度梯度，不容易產(chǎn)生咬邊；不同表面張力溫度系數(shù)時，表面張力溫度系數(shù)越大，溫度梯度越小，熔池深寬比越大，越不容易產(chǎn)生咬邊。 ⑷對運動TIG焊接在

4、相同電流不同焊接速度，相同熱輸入，不同熱源模型參數(shù)，三種焊接條件下的熔池內(nèi)流場和熱場進(jìn)行了模擬研究。計算結(jié)果顯示：相同電流時，焊接速度越高，溫度梯度越大，熔池深寬比越小，越容易產(chǎn)生咬邊；相同熱輸入時，大電流高速焊接，溫度梯度大，熔池深寬比小，容易產(chǎn)生咬邊；不同熱源模型參數(shù)時，熱源長軸越長，短軸越短，溫度梯度越小，熔池深寬比越大，越不容易產(chǎn)生咬邊。 ⑸對自由表面變形情況下，熔池內(nèi)的流場和熱場進(jìn)行了初步研究，但由于這部分比較復(fù)雜，時