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《脈沖GTAW和CMT焊接過程傳熱、傳質(zhì)現(xiàn)象的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中圖分類號!K121UDC620碩士學位論文學校代碼!Q蔓三3密級公玨脈沖GTAW和CMT焊接過程傳熱、傳質(zhì)現(xiàn)象的數(shù)值模擬Numq!ricalSimulationofHq,,atandMaseTransferericaleatantlass1duringPulsedGTAWandCMTWeldingProcesses作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：副指導教師：論文答辯日期遠!≥：盅．詒高如超動力工程及工程熱物理熱能工程能源科學與工程學院廖勝明教授饒政華副教授答辯委員會主席鏵中南大學二。一三年五月原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工
2、作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特另,lDi：i以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學或其他單位的學位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：塞塑蘭羔日期：二型互年上月衛(wèi)日學位論文版權使用授權書本人了解中南大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留學位論文并根據(jù)國家或湖南省有關部門規(guī)定送交學位論文，允許學位論文被查閱和借閱；學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復印、縮印或其它手段保存學位論文。同時授權中國科學技術信息研究所將本學位論文收錄到《中國學位論
3、文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡向社會公眾提供信息服務。作者簽名：二迎導師簽：碰年上月五曰脈沖GTAW和CMT焊接過程傳熱、傳質(zhì)現(xiàn)象的數(shù)值模擬摘要：電弧焊是目前應用最廣泛的焊接方法。脈沖GTAW焊的表面焊波對焊接件的結構應力、焊接接頭的強度和疲勞壽命等有重要影響，表面焊波的形成是一個復雜的過程，包含多個機理。汽車輕量化，使“鋁+鋼"異種金屬的連接成為焊接領域的熱點問題之一，由于傳統(tǒng)的GMAW焊焊接“鋁+鋼"異種金屬缺陷多，一種新型的CMT-GMAW焊接技術應運而生。本研究中，建立了脈沖電流下鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)的三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模型，研究了焊接過程中的熔池輸運現(xiàn)象及其對焊縫成形的影
4、響。模擬了不同條件下熔池內(nèi)瞬態(tài)溫度和速度分布、熔池形態(tài)變化以及焊縫形狀。研究表明，電流方式對GTAW焊接的熔池行為和焊縫形狀有重要的影響。在脈沖電流下，電流強度的波動造成熔池周期性的振蕩和凝固速率的變化，從而在焊縫表面產(chǎn)生焊波。連續(xù)電流下，熔池的形態(tài)變化和凝固是連續(xù)的過程，不會產(chǎn)生焊波。焊接電流強度增加導致作用于工件的電弧熱效應加強，熔池的尺寸和熔深顯著增加；脈沖電流頻率增加，導致沿焊接方向上的凝固速率減小，焊波的間距和高度減小；降低焊接速度有助于減小焊波間距，但是，導致有效熔深降低。同時，建立了三維非穩(wěn)態(tài)CMT熔一釬焊模型，模擬了1mm厚鋁合金和1mm厚鍍鋅鋼板的CMT熔一釬焊的輸
5、運過程，為了便于釬焊，在項部金屬板上設置了小孔或凹槽。模擬了CMT焊接的整個過程，包括等離子電弧的形成和變化、焊絲的上下移動過程、熔滴的生長、熔滴過渡、熔池動態(tài)行為、鍍鋅層的蒸發(fā)及在電弧中的擴散。研究結果表明，由于鋅層從金屬板表面蒸發(fā)，鋅蒸汽到電弧區(qū)的擴散發(fā)生在金屬板表面附近。由于焊接電流、電弧長度和鋅蒸汽蒸發(fā)的共同作用，電弧壓強一直發(fā)生變化。同時發(fā)現(xiàn)，由于鋅蒸汽的蒸發(fā)，鋼板上表面附近的電弧壓強增大，阻礙熔滴滴入熔池。通過增大孔的尺寸或者使用凹槽結構來改善焊件的幾何形狀，有利于電弧等離子體的擴散，電弧壓力會大大降低，達到減少飛濺的目的。本研究為脈沖GTAW和鋁一鍍鋅鋼板CMT焊接過程
6、中工藝參數(shù)的優(yōu)化、提高焊件性能提供了理論依據(jù)。圖40幅，表5個，參考文獻74篇關鍵詞：脈沖GTAW；熔池行為；冷金屬過渡技術；等離子體；數(shù)值模擬分類號：TKl21NumI"alSimulatiqofHeatandMassTransferericaltloneatanass1duringPulsedGTAWandCMTWeldingProcessesAbstract：Arcweldingisthemostwidely-usedweldingmethod．ForpulsedGTAW,surfaceripplingisassociatedwithstructurestressofweldm
7、ent，strengthoftheweldedjoint，fatiguelifeandothermicro-structuralfeatures．Theformationofsurfaceripplingisacomplexprocess，whichcontainsmultiplemechanisms．Duetothetrendofautomobilelightweight，theconnectionbetweenaluminumandsteelisbec
