直流TIG焊接电弧的数值分析

以直流钨极氢弧焊电弧为研究对象,考虑阴极几何形状,建立了轴对称电弧数值计算模型,在电流密度计算中包括了阴极区和弧柱区。采用ＳＩＭＰＬＥ算法求解磁流体动力学方程组。所得电弧弧柱温度分布与实验结果相吻合;电弧速度分布、电磁力分布、电流密度分布、压力分布等电弧参量的计算结果能较全面地反映电弧内部的作用机制。     

变极性等离子弧焊换向过程控制方法研究

通过试验证实了变极性等离子弧焊换向过程中存在电弧电流谐振现象,且不同极性的电流谐振峰值不同,依据电弧理论分析发现换向期间等效电弧电阻是一个时变量。对换向电路建模分析和仿真结果表明,在换向期间系统阻尼比为时变量,调整系统阻尼比是降低电流谐振峰值的有效途径。又根据变结构控制思想提出了新的换向控制方法,并重新设计了换向电路,显著降低了电流谐振峰值,改善了大电流焊接时换向器件的工作状态,为大功率变极性等离子弧焊电源的研制和开发提供了依据。     

制备工艺对弧焊成形件性能影响研究进展

阐述了弧焊工艺参数、搭接量、层间冷却时间、焊接路径规划以及激光-弧焊复合焊接工艺对成形件组织性能(残余应力、温度场、组织、硬度、抗拉强度)影响的研究现状,总结了尺寸与性能控制一体化快速制造、尺寸控制和表面改性复合快速制造、基于机械加工特征的性能控制等研究新进展,最后指出未来性能控制研究应在性能控制建模、几何尺寸与表面性能控制的顶层设计、弧焊快速制造与纳米表面工程的复合运用等方面加以重视。     

力学性能不均匀性焊接接头应力分布研究

应用有限元分析方法,针对平板对接接头横向拉伸试验和实际工作状态下打底焊道为等强匹配、填充焊道为超强匹配时焊接接头在外载荷作用下的应力分布进行计算分析。分析结果表明:焊接接头内部强度的不均匀性引起材料变形能力的差异是接头应力分布不均匀性的主要原因,打底焊道应力低于其屈服强度,填充焊道是焊缝金属的主要承载部分;焊接热影响区对降低打底焊道和填充焊道强度不同引起的应力集中起重要作用;实际工况下的接头应力分布较试验接头应力分布更加均匀,承载能力高于试验状态的承载能力,在试验状态和实际工况下,接头的抗拉强度分别是母材抗拉强度的97.4%和99.4%。