高功率激光焊接SUS304不锈钢数值模拟与试验研究

针对高功率激光焊接SUS304不锈钢形成"钉子头"型焊缝缺陷的原因进行数值模拟,并通过试验进行对比。首先,利用COMSOL Multiphysics4.3a有限元软件建立了激光焊接熔池流动和传热耦合的三维模型。模型考虑Marangoni力、浮力和潜热共同耦合的熔池传热和流体流动,通过添加源项处理过渡区固-液相变问题。其次,分析了Marangoni对流对温度场、流场及熔池形貌的影响机制。最后,基于模型对SUS304不锈钢进行了激光深熔焊接试验。结果表明:Maragoni对流是导致上表面高温熔融金属液向熔池边缘流动,致使熔宽增加,从而形成"钉子头"型焊缝的原因。试验结果与模拟结果基本吻合,焊接速度从25 mm/s降低至10 mm/s,熔宽和熔深均增加,熔合线曲率越大,"钉子头"型焊缝越突出。

V型坡口对钢/铝激光对接熔钎焊性能的影响

为了改善钢/铝熔钎焊中钎焊缝与钢一侧接合界面上冶金反应的不均匀性,进而提高接头的拉伸强度,采用仿真模拟及实验相结合的方法研究了V型坡口对钢/铝激光对接熔钎焊性能的影响。利用ANSYS软件对钢/铝激光对接熔钎焊温度场进行仿真,在镀锌钢板上开设V型坡口时,接合界面靠近上表面与靠近下表面的温度梯度(为241℃)较不开坡口时的温度梯度(为588℃)明显减小;分别在镀锌钢板上开设V型坡口与不开设坡口的钢/铝异种金属进行激光对接熔钎焊试验,并对试样进行拉伸测试。结果表明,在镀锌钢板上开设V型坡口的情况下,接合界面上金属间化合物层的厚度分布较不开坡口均匀;V型坡口的存在使得断裂位置远离接合界面,接头的机械性能明显改善。

激光深熔焊细长小孔数值模拟与试验研究

为了准确模拟焊接过程中小孔的瞬态形成过程,采用水平集法追踪小孔气/液界面,运用混合理论处理固/液相变,建立了气、液、固三相耦合模型。该模型综合考虑了表面张力、浮力、反冲压力、固/液间摩擦力、潜热、对流以及辐射等影响因素,数值计算得到小孔演变的动态过程和孔内外金属蒸汽行为。模拟发现,小孔形貌瞬态变化,前后壁凹凸变形,逐渐趋于稳定,孔径约为1mm;金属蒸汽与小孔相互影响,最大蒸汽速率为5.3m/s。采用改进的"三明治"方法进行激光焊接实验验证,实验结果与模拟结果相吻合。结果表明,水平集法追踪小孔自由界面在激光深熔焊模拟中具有良好的适用性。这为小孔的研究提供了理论依据。

论茨威格中短篇小说的叙事艺术

奥地利作家斯蒂芬·茨威格其创作的作品多表现人物内心的隐秘情感以及激情模式下的生存状态。小说从叙事学理论中的"时间"、"声音"和"结构"等方面着手,巧妙运用了时序、时距以及叙事者的声音等叙事艺术,在叙述者声音和人物的声音之间协调自如;另一方面又突出"我"的存在,是其在犹太人失语阶段对自我身份的寻求。而正是这独特的茨式叙事风格背后富含的深层意蕴和深厚的人文魅力价值,给德语文化留下了宝贵的精神财富。

激光深熔焊接304不锈钢焊缝成形工艺与控制

针对高功率激光深熔焊接焊304奥氏体不锈钢缝成形质量差,易形成“钉子头”焊缝特征,研究了焊接速度、离焦量、侧吹保护气喷嘴直径对焊缝几何形貌的影响,同时研究了添加活性硫粉对焊缝熔池的控制作用和对焊缝成型的影响。结果表明:随焊接速度的增加或者随着离焦量由负值变到正值,焊缝深宽比和焊缝上部熔合线与中心线夹角θ均呈现出先增大后减小的趋势,当焊接速度为25 mm/s、离焦量为?3 mm时,焊缝的深宽比和夹角θ值最大,焊缝“钉子头”特征最不明显。在前置45度角侧吹氩气保护时,选择较大的吹气喷嘴直径,可得到深宽比和夹角θ较大值,有效抑制“钉子头”焊缝特征。表面活性元素硫粉的添加,能够实现对焊接熔池的有效控制,减小焊缝表面熔宽、增加焊缝熔深,抑制“钉子头”焊缝的形成。可见优化焊接工艺参数和添加活性粉是控制“钉子头”型焊缝的有效方法。

高功率激光深熔焊接孔内气流与孔壁的耦合行为研究

激光深熔焊接过程中深熔小孔内金属蒸气与焊接熔池孔壁之间存在直接相互作用的气液流体动力学耦合行为,决定着焊接稳定性并影响最终的焊接质量。本文将不锈钢金属板材与玻璃组合夹紧制成异种材料对接接头,实现异种材料的激光深熔焊接。采用高速相机从玻璃一侧对小孔形态和孔壁波动特征进行观察研究,分析了不同焊接条件下蒸气与孔壁的相互力学耦合作用及其产生的规律。结果显示孔内蒸气流的作用促使小孔壁形成移动波,移动波在小孔开口处破碎时伴随着飞溅和液柱的形成。低速焊接时,小孔深、孔内蒸气波动大,后沿孔壁波动频繁。激光束离焦量的变化,使得小孔直径和孔内激光能量分布发生变化,导致孔内蒸气流的压力和流速发生变化,从而改变了孔内金属蒸气对孔壁的作用大小。熔透激光深熔焊接时,在气化反冲压力和蒸气流的驱动下,后沿孔壁上的液态金属主要为向上流,只有接近孔底的小部分金属熔液向下流。

大功率光纤激光厚板自熔焊焊缝表面质量改善研究

在高功率光纤激光焊接厚度为12mm的SUS 304不锈钢板的过程中,熔池无法在其自身重力、表面张力、蒸气反冲力等作用力的共同作用下保持动态平衡,熔池内液态金属流动剧烈,使得穿透焊时焊缝表面成型质量较差,容易出现飞溅、表面塌陷以及底部驼峰等焊接缺陷的问题。在确定焊接功率及正面保护种类及气流量等工艺参数的情况下,采用改变单一变量的方法,讨论了焊接速度、离焦量、背面保护气流量以及对接间隙的变化对焊缝表面质量的影响。结果表明:合理的工艺措施可有效改善焊缝质量,优化参数后的焊缝表面光滑、均匀,后续加工量小。拉伸试验表明韧性断裂发生在母材处,而且远离焊缝,最大拉伸应力为809MPa,对应的应变为64%。