双脉冲熔化极气体保护焊三维非稳态数值模拟与工艺研究

发布时间：2025-06-10 01:39

　　轻量化是未来先进制造技术的发展趋势,铝合金是实现轻量化制造的一种行之有效的工程材料。双脉冲熔化极气体保护焊作为一种先进的高效的铝合金焊接工艺,其焊接熔池内部的热传递和流体流动行为缺乏深刻理解。论文试验结合模拟来透视了双脉冲焊接的整个物理过程并且优化了工艺参数。论文建立了双脉冲焊接三维非稳态热传递与流体流动模型,全面分析了双脉冲焊接的凝固组织特征和质量特征,揭示了双脉冲焊接的晶粒细化机理。双脉冲焊接的焊道机械性能优于单脉冲焊接,这主要归功于细化的凝固组织。系统地研究了电流振幅、电流频率和焊接速度对双脉冲焊接的影响。揭示了双脉冲电弧增材制造中的晶粒细化机理,研究了激光+双脉冲电弧复合焊和冷金属过渡复合脉冲焊接等改进型的双脉冲焊接工艺。论文的主要研究内容和创新点如下:1.提出了一种双脉冲熔化极气体保护焊三维非稳态热传递与流体流动模型。论文首先探讨了熔焊过程中熔池内部的热传递和流体流动物理过程,研究了流体流动驱动力及其相对重要性以及对热量传输的影响,分析了三维非稳态热传递与流体流动模型的控制方程、边界条件和求解方法。在三维模型中使用试验采集到的焊接电流波形做为输入数据,因此高能量脉冲群和低能量脉...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1某型汽车车体所使用的金属材料Fig.1-1Metallicmaterialsusedinanautomotivebodystructures

第一章绪论第一章绪论题背景及研究意义量化、绿色化和精密化是未来先进制造技术的发展趋势[1,2]。轻量化的工、汽车和船舶行业扮演着越来越重要的角色[3,4]。运载工具的轻量化不仅，而且能够提升机动能力和操纵性能。在很多行业和应用，传统钢铁材料轻量化的工程材料所取代[5,6....

图1-2熔化极气体保护焊示意图

华南理工大学博士学位论文被应用的工艺[37]。由于焊丝作为正电极导电并且不断熔化熔覆在一定程度上提高了焊接效率。熔化极气体保护焊示意图如图气体保护焊（P-GMAW）和双脉冲熔化极气体保护焊（DP-GM的焊接[38,39]。金属熔滴过渡形式一般是脉冲喷射过渡，熔滴过段，峰值电流产....

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图2-1数字化多功能焊接电源Fig.2-1Digitalmultifunctionalweldingpowersupply制的焊接电弧动态小波分析仪来测量焊接电流和瞬时能量、动态电阻和电弧信号概率密度图。工控研华AdvantechPCL-1800，焊接电弧动态小....

图2-2焊接电弧动态小波分析仪Fig.2-2Waveletanalyzerforthedynamicweldingarc

21图2-2焊接电弧动态小波分析仪Fig.2-2Waveletanalyzerforthedynamicweldingarc试验方法源系统和焊接信号采集系统的可信性，开展了流振幅（A）等于高能量脉冲群的平均电流（值的一半。除了电流振幅从10A上升到30....

本文编号：4050122