基于数值模拟的高能束焊接虚拟仿真实验教学

为了突破传统理论和实验教学的局限性,提高高能束焊接课程教学质量,培养新型高能束焊接领域人才,建立了基于数值模拟的高能束焊接虚拟仿真实验平台,设计高能束焊接仿真实验,介绍了仿真实验步骤和实验结果分析方法。通过高能束焊接原理虚拟实验,向学生直观地展现高能束焊接瞬态介观过程,引导学生理解复杂小孔熔池动力学行为以及焊接缺陷形成的过程。

斜壁无支撑结构激光熔丝增材制造的驼峰形成机理

以316L不锈钢为实验丝材,采用高速摄像研究了斜壁无支撑结构激光熔丝增材制造的驼峰缺陷形成规律。结果表明:即使丝材最初能够以液桥过渡的方式在基板上进行沉积,但在进行到多层堆积的过程中仍容易产生驼峰缺陷;在文中工艺实验条件下所产生的驼峰缺陷大小为4~9 mm,其形成周期约为430 ms;在倾斜条件下,熔池内由于液体重力所导致的流淌效应增强,液体在表面张力的剪切作用下形成驼峰。

WCB止回阀挖补修复焊工艺的仿真与优化

核电设备用WCB旋启式止回阀服役过程中容易产生开裂、磨损等缺陷,严重影响设备安全运行。利用Fluent软件探明了旋启式止回阀在稳定工作过程中容易出现缺陷的位置并提取缺陷位置,采用Inte Weld软件进行了挖补修复焊的数值模拟。研究了不同焊接功率下焊缝区域的残余应力和应变的大小和分布情况。计算结果显示,止回阀底部位置最易出现破损。焊接功率越低,焊接残余应力越小。焊接顺序为两边到中间的残余应力大于从左到右。道间冷却时间延长,焊后残余应力减小。当焊接功率为2400 W、每层的焊接顺序为从左到右、每道焊缝间的冷却时间为300 s时,WCB挖补修复焊的残余应力最小,为323 MPa。将每层焊接顺序调整为左到右、右到左交替进行,能改善其变形情况。