熔化極氣體保護焊(GMAW)是目前工業(yè)生產(chǎn)中應用最為廣泛的焊接方式之一。為了減少保護氣資源消耗、提升焊接質量和改善焊接環(huán)境,本文采用理論分析、數(shù)值計算和實驗驗證的方法,從優(yōu)化噴嘴結構角度出發(fā),對減小保護氣用量展開系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)基于氣體擴散理論,將保護氣噴射等效為大氣中連續(xù)泄露源的氣體擴散行為,建立了有側風和無側風條件下保護氣體擴散的數(shù)學模型,并由焊縫和熔池的形貌計算出有效保護范圍,進而推導出最小保護氣流量。(2)采用Workbench-Fluent平臺對保護氣流場仿真計算,利用CFD云圖確定了保護氣流場質量的評判指標。通過對多種噴嘴結構的綜合分析,在減少保護氣用量和提高焊縫質量方面,螺旋和擴散噴嘴結構優(yōu)勢明顯,進而設計了三種不同結構的螺旋擴散噴嘴,并確定出影響保護氣流場評價指標的關鍵參數(shù)及其取值范圍。(3)基于Isight軟件對三種螺旋擴散噴嘴結構進行AGMA多目標參數(shù)優(yōu)化,采用最優(yōu)拉丁超立方試驗方法采取樣本點數(shù)據(jù),應用響應面法建立近似模型并進行精度驗證和誤差分析,得到各噴嘴的最優(yōu)結構參數(shù)。通過CFD仿真驗證與普通直徑噴嘴的對比,得出各螺旋擴散噴嘴的優(yōu)化改進值和氣體...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：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，氣體保護焊在實際應用中優(yōu)勢變形是行業(yè)中較難攻克的難題，而氣體保護焊熔池的面積相對來影響區(qū)也比較窄，因此可以有效地減少焊接變形。另外，在實電弧焊，其熔....

圖2.1熔池的尺寸簡圖

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，進而在液體金屬結晶后形成的焊縫和熔合區(qū)[38]。熔池中的冶金反應、結晶方向、晶體結構、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，進而在液體金屬結晶后形成的焊縫和熔合區(qū)[38]。熔池中的冶金反應、結晶方向、晶體結構、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焊縫形狀與尺寸簡圖

江蘇大學專業(yè)碩士學位論文為熔池的三維形貌圖，從理論上來看，熔池表面因為在熱將會呈現(xiàn)出十分復雜的形狀，所以計算熔池的表面積難度形狀與尺寸量焊接質量的重要標準，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：4002341