考虑电极熔化的弓网电弧与电极耦合模型

为了探明弓网电弧对受电弓滑板与接触线材料的侵蚀规律,基于磁流体动力学（MHD）理论并考虑弓网电弧与电极之间的能量传递,建立了弓网电弧与电极熔化耦合分析模型。采用熔化/凝固模型求解弓网电极材料内部的能量方程,分析弓网电弧作用下的弓网电极材料熔化特性;通过计算稳态弓网电弧特性,得到弓网电弧对电极的热流密度分布情况,将热流密度注入受电弓滑板与接触线来分析弓网电极的熔化特性;研究了弓网电弧燃弧时弓网电极材料的熔池特性随时间的变化情况;分析了弓网电极材料在不同弓网电弧电流情况下的熔池特性。研究结果表明：弓网电弧对接触线和受电弓滑板的热流密度注入呈现高斯分布形态;接触线与受电弓滑板的熔池深度、熔池半径均随着弓网电弧作用时间的增大而增大;随着弓网电弧作用时间增加,接触线表面的熔池深度始终大于受电弓滑板表面的熔池深度,受电弓滑板与接触线表面的熔池半径大小出现2次交点;400 A弓网电弧电流作用0.2 s时间后,受电弓滑板和接触线的熔池半径分别达到3.86 mm和4.3 mm,熔池深度分别达到1.24 mm和2.95 mm;随着弓网电弧电流的增加,弓网电极材料表面的熔池深度与熔池半径均增大,且受电弓滑板与接触线的熔池半径随弓网电弧电流的变化趋势相同,接触线表面的熔池深度随弓网电弧电流的变化率更大。计算结果可为轨道车辆的弓网系统的设计和评估提供参考意见。

电渣重熔炉电极熔化速度对重熔过程的影响

建立了重熔钢锭的数学模型,确定了材料的物理边界条件,采用有限差分法对电渣重熔钢锭凝固过程的非稳态模型进行了求解,研究了电极熔化速度与准稳态熔池深度的关系。

电极感应熔化气雾化制粉技术中非限制式喷嘴雾化过程模拟

电极感应熔化气雾化(electrode induction melting gas atomization, EIGA)是一种制备超洁净无夹杂物的先进制粉技术,本文以粉末高温合金的氩气雾化过程为研究示例,对现有用于实际生产的国内某厂家提供的EIGA用非限制式喷嘴进行建模,采用商用计算流体力学软件FLUENT,分布采用欧拉-欧拉VOF(volume of fluid)多相流方法与欧拉-拉格朗日DPM (discrete phase model)离散相方法,对非限制式环缝喷嘴主雾化与二次雾化过程进行了数值模拟.通过对主雾化过程中多相流大涡模拟速度流场,主雾化过程中不同阶段高温熔体云图模拟以及二次雾化过程中TAB (Taylor analogy breakup)模型速度流场及TAB模型粒度分布的模拟研究,实现了对EIGA制粉技术中非限制式喷嘴雾化过程的全过程模拟,并预测了雾化后的粉末粒度分布.在此基础上,采用本文模拟使用的非限制式环缝喷嘴,设定与模拟条件一致(进气压力4 MPa,液流直径约4 mm)的实验条件,制备的粉末大部分颗粒的直径大小在100μm左右,该实验结果与模拟得到的粉末直径D50=100μm大小一致,进一步验证了模拟数据的合理性.该方法也适用于非限制式喷嘴里,其他金属或合金的雾化过的模拟研究.

箱型梁(柱)非熔化电极导管电渣焊(SESNET)施工工法

此工法详尽介绍了非熔化电极导管电渣焊（SESNET）的焊接技术,以及装焊工艺、操作步骤和注意事项,并通过在工程中的应用得到了验证。

电极感应熔化气雾化法制备高温合金粉末中非限制式喷嘴的结构优化设计

采用电极感应熔化气雾化制粉法(electrode induction gas atomization,EIGA)制备粉末过程中,非限制式喷嘴的结构设计直接决定气雾化粉末的质量;非限制式喷嘴结构中不合理的喷射角度常常会引起反喷、片状粉、细粉收率低等问题,严重影响粉末的生产效率和质量。采用商业计算流体动力学(computationalfluiddynamics,CFD)软件Fluent,以自主设计的第三代EIGA制备高温合金粉末装置中非限制式喷嘴为研究对象进行数值模拟建模,对带有气体回流区的非限制式喷嘴在熔体初次雾化过程中,喷射角度对反喷现象的影响以及反喷产生的机理进行了研究。结果表明,非限制式喷嘴射流角度过大时,熔体液滴会出现明显反喷现象;当非限制式喷嘴射流角度过小时,熔体液流雾化前过热度不足,生产的粉末球形度较差。因此,在优化设计非限制式喷嘴时,要应尽量控制气体回流区位置低于非限制式喷嘴熔体入口位置,保证合金熔体的过热度,同时防止反喷等现象。

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.

电渣重熔(ESR)和真空电弧重熔(VAR)工艺比较

由于真空电弧重熔(VAR)工艺与电渣重熔(ESR)工艺相比容易控制合金锭的结晶,所以能够生产大锭型的偏析敏感合金。电渣重熔(ESR)较为复杂,它是通过以CaF_(2)为基的渣的电阻热去熔化电极,渣子在水冷铜结晶器上凝结,在合金锭和结晶器之间形成一层渣皮,因此,渣帽在合金锭顶部保温,而渣皮在合金锭外径保温,这导致了在电渣重熔(ESR)过程中热传导率较低,与真空电弧重熔(VAR)相比产生了较深的熔池和较长的凝固时间。

电极感应熔化气体雾化制粉工艺气体流场模拟研究

采用计算流体动力学FLUENT软件模拟研究了电极感应熔化气体雾化制粉工艺的气体流场状态,分析了雾化气体压力、气体温度以及熔化室与雾化室气体压力差对气体流场特征的影响规律。结果表明,不同工艺参数下,气体流场均为一系列膨胀波和压缩波形成的“项链状”射流结构;提高气体压力和温度能有效提高气体射流速度,理论上有利于熔体破碎,但气体压力过大会导致气体回流区影响范围增加,并向喷嘴中心孔(熔体下落通道)方向移动,可能会阻碍熔体下落,造成熔体喷溅;提高熔化室与雾化室气体压力差,能明显抑制气体回流区的形成,保证熔体顺利下落,但会使雾化室内气体射流速度下降,降低熔体破碎效果。

乳白玻璃酒瓶电熔炉节能效果研究

通过采集、统计和分析的手段,探究了乳白玻璃酒瓶电熔炉节能降耗的措施,其中重点介绍了主熔化电极的改进和优化,节能效果比较明显。该项研究对推动电熔炉的节能高效应用具有一定的指导意义。

高温合金的电渣重熔(ESR)和真空电弧重熔(VAR)

由于真空电弧重熔(VAR)工艺与电渣重熔(ESR)工艺相比容易控制合金锭的结晶,所以能够生产大锭型的偏析敏感合金。电渣重熔(ESR)较为复杂,它是通过以CaF2为基的渣的电阻热去熔化电极,渣子在水冷铜结晶器上凝结,在合金锭和结晶器之间形成一层渣皮,因此,渣帽在合金锭顶部保温,而渣皮在合金锭外径保温,这导致了在电渣重熔(ESR)过程中热传导率较低,与真空电弧重熔(VAR)相比产生了较深的熔池和较长的凝固时间。在真空电弧重熔(VAR)过程中,合金锭直接进入水冷铜结晶器铸造,热传导基本上不受阻碍,热量从熔池的顶部辐射到电极和结晶器,以及由合金锭直接传递给结晶器。

现代焊接技师培训(四)

本刊连续几期刊出的"现代焊接技师培训"在读者中引起较大反响,深受企业生产第一线的技术工人好评。"千军易得,一将难求"仍是当今人才市场的真实写照。目前,中、高技能人才供需平衡的矛盾,技能人才的严重短缺已引起全社会的高度重视。据悉,国家将在高级技工学校和技师学院实行预备技师培养考核制度,以培养企业急需的新技师;不少地方政府纷纷出台对中、高技能人才的培养、鼓励政策。各地职工技能比赛规格不断攀升,地方政府不断加大鼓励政策的力度等。对上述信息感到欣慰的同时,我们也坚信,随着各行各业对"首席技师"、"首席工人"关注度的提升和政策的倾斜,制造业中技能人才短缺的问题将逐步得到解决。本刊将培养合格的高级现代焊接技师视为我们的社会责任,希望更多的技术人员成为焊接生产第一线能征善战的尖兵。

常见塞孔焊焊接缺陷的形成原因及解决措施

1塞孔焊简介塞孔焊是指利用二氧化碳气体或二氧化碳与氩气的混合气体保护焊接熔池,依靠焊丝与工件之间的产生的电弧热熔化电极,将焊丝作为填料,填满上层钢板预留孔的一种永久性连接方式。塞孔焊焊接强度高,焊点冷却后可打磨到与工件表面同样的高度,且不会降低焊接强度。