熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的焊接方式之一。為了減少保護(hù)氣資源消耗、提升焊接質(zhì)量和改善焊接環(huán)境,本文采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,從優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)角度出發(fā),對(duì)減小保護(hù)氣用量展開系統(tǒng)研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于氣體擴(kuò)散理論,將保護(hù)氣噴射等效為大氣中連續(xù)泄露源的氣體擴(kuò)散行為,建立了有側(cè)風(fēng)和無(wú)側(cè)風(fēng)條件下保護(hù)氣體擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型,并由焊縫和熔池的形貌計(jì)算出有效保護(hù)范圍,進(jìn)而推導(dǎo)出最小保護(hù)氣流量。(2)采用Workbench-Fluent平臺(tái)對(duì)保護(hù)氣流場(chǎng)仿真計(jì)算,利用CFD云圖確定了保護(hù)氣流場(chǎng)質(zhì)量的評(píng)判指標(biāo)。通過對(duì)多種噴嘴結(jié)構(gòu)的綜合分析,在減少保護(hù)氣用量和提高焊縫質(zhì)量方面,螺旋和擴(kuò)散噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯,進(jìn)而設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)的螺旋擴(kuò)散噴嘴,并確定出影響保護(hù)氣流場(chǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)鍵參數(shù)及其取值范圍。(3)基于Isight軟件對(duì)三種螺旋擴(kuò)散噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行AGMA多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化,采用最優(yōu)拉丁超立方試驗(yàn)方法采取樣本點(diǎn)數(shù)據(jù),應(yīng)用響應(yīng)面法建立近似模型并進(jìn)行精度驗(yàn)證和誤差分析,得到各噴嘴的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過CFD仿真驗(yàn)證與普通直徑噴嘴的對(duì)比,得出各螺旋擴(kuò)散噴嘴的優(yōu)化改進(jìn)值和氣體...

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1GMAW焊接的工作原理

圖1.1GMAW焊接的工作原理Fig.1.1WorkingprincipleofGMAW手工電弧焊等其他焊接方式來說，氣體保護(hù)焊在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)變形是行業(yè)中較難攻克的難題，而氣體保護(hù)焊熔池的面積相對(duì)來影響區(qū)也比較窄，因此可以有效地減少焊接變形。另外，在實(shí)電弧焊，其熔....

圖2.1熔池的尺寸簡(jiǎn)圖

2.1熔池與焊縫2.1.1熔池的形貌與尺寸熔池是氣體保護(hù)焊接過程中，在電弧的作用下母材金屬與焊絲被高溫加熱、熔化混合在一起，并保持有一定的液面差，進(jìn)而在液體金屬結(jié)晶后形成的焊縫和熔合區(qū)[38]。熔池中的冶金反應(yīng)、結(jié)晶方向、晶體結(jié)構(gòu)、焊縫中夾雜物的分布、數(shù)量以及焊接缺陷的產(chǎn)生等....

圖2.2熔池的3D形貌圖

2.1熔池與焊縫2.1.1熔池的形貌與尺寸熔池是氣體保護(hù)焊接過程中，在電弧的作用下母材金屬與焊絲被高溫加熱、熔化混合在一起，并保持有一定的液面差，進(jìn)而在液體金屬結(jié)晶后形成的焊縫和熔合區(qū)[38]。熔池中的冶金反應(yīng)、結(jié)晶方向、晶體結(jié)構(gòu)、焊縫中夾雜物的分布、數(shù)量以及焊接缺陷的產(chǎn)生等....

圖2.3焊縫形狀與尺寸簡(jiǎn)圖

江蘇大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文為熔池的三維形貌圖，從理論上來看，熔池表面因?yàn)樵跓釋?huì)呈現(xiàn)出十分復(fù)雜的形狀，所以計(jì)算熔池的表面積難度形狀與尺寸量焊接質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，其形狀主要由熔池決定。如何使是焊接生產(chǎn)中必須解決的問題。如圖2.3所示，為焊縫形狀熔深H、余高....

本文編號(hào)：4002341