國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的加速研發(fā),使得耦合先進(jìn)激光熱源和電弧熱源的激光-MIG復(fù)合焊在相應(yīng)大尺寸、大厚度的Invar合金模具焊接領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用。復(fù)合焊待優(yōu)化的工藝參數(shù)眾多,且熔池和匙孔動(dòng)態(tài)行為嚴(yán)重影響焊縫成型質(zhì)量。因此,本文通過(guò)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了以Invar合金為對(duì)象的激光-MIG復(fù)合焊接過(guò)程溫度場(chǎng)分布、流體流動(dòng)狀態(tài)及熔池和匙孔的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程,為優(yōu)化激光-MIG復(fù)合焊工藝參數(shù)和理解其復(fù)雜的物理現(xiàn)象奠定基礎(chǔ)。首先,開(kāi)展了19.05mm厚度Invar合金三層三道復(fù)合焊接實(shí)驗(yàn),對(duì)接頭宏觀形貌、微觀組織及力學(xué)性能進(jìn)行綜合分析,得到了厚板Invar合金復(fù)合焊接的最佳工藝參數(shù)。根據(jù)最佳參數(shù)設(shè)計(jì)了7mm厚度Invar合金單道平板復(fù)合焊實(shí)驗(yàn),用以驗(yàn)證相應(yīng)參數(shù)下流場(chǎng)模型仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次,基于激光、MIG電弧和熔滴相互耦合的特點(diǎn),在質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程基礎(chǔ)上建立了合理的復(fù)合焊接數(shù)學(xué)模型。用UDF附加源項(xiàng)的方法處理了能量輸入、熱和動(dòng)量邊界條件、相變引起的潛熱吸收和釋放等問(wèn)題。采用了滲透率一定的Darcy多孔介質(zhì)模型計(jì)算固-液界面,并采用了多相流模型的VOF方程追蹤熔池自由界面,在此界面上完成金屬... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Fe-Ni合金熱膨脹系數(shù)等溫線

表 1.1 Invar 鋼化學(xué)成分含量（重量百分比，%）P S Si Mn Ni≤ 0.02 ≤ 0.02 ≤ 0.3 ≤ 0.6 35.0~3表 1.2 Invar 合金主要性能參數(shù)屈服點(diǎn)(MPa) 延伸率(%) 斷面收縮(%) 硬度(HV) 280-420 30-45 50-70 104-150 高 Ni 含量使其熱導(dǎo)率低，流體流動(dòng)性差，焊接過(guò)程容易產(chǎn)生較少量的硫、磷雜質(zhì)，極易形成熔點(diǎn)分別為 645℃、880℃的 P 共晶的熔點(diǎn)。這類低熔點(diǎn)共晶將以薄膜狀形式存在于晶界度上減小了焊縫組織的抗拉強(qiáng)度。在熔池凝固后期可能生成被連續(xù)的液相隔離，在拉應(yīng)力作用下容易發(fā)生開(kāi)裂產(chǎn)生焊接

Invar 合金激光-MIG 復(fù)合焊接熔池與小孔動(dòng)態(tài)行為研究流動(dòng)性差，減弱了電弧攪拌對(duì)氣孔的溢出作用。若采用焊接氣孔產(chǎn)生傾向更大。圖 1.4 為 EDS 取點(diǎn)位置示意圖，各點(diǎn)焊縫氣孔傾向，在焊前應(yīng)對(duì) Invar 合金工件坡口進(jìn)行嚴(yán)格清用不含 H、O 的惰性氣體，并嚴(yán)格控制流量以起到充分隔

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3420243