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等离子焊接气体保护效果数值模拟研究

作　者: 李明
导　师: 张瑞华
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等离子焊枪保护气体流场数值模拟 PHOENICS
分类号: TG456.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 1次
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内容摘要

等离子焊接焊缝深宽比大,能直接穿透被焊工件,实现单面焊双面成形,焊接质量好,在造船、航空航天等众多领域有着广泛的应用。焊枪是等离子焊接的关键技术,是保证焊接质量的基础,但是国内等离子焊枪的设计依然停留在模仿或经验设计的阶段,科学性不高,用此方法设计的焊枪技术含量低,稳定性较差,高质量的焊枪依然需要进口。本文针对苏州华焊科技有限公司提供的不同结构的等离子焊枪,采用数值模拟的方法模拟了焊枪喷嘴的气体保护效果,模拟了保护气与离子气流量及比例、喷嘴与工件之间的距离、保护气罩位置、焊枪喷嘴的结构等参数对保护效果的影响,得出了各个参数变化时流场状态的变化规律。模拟结果可为等离子焊接气体保护参数制定及其焊枪的设计提供理论指导。计算机模拟辅助焊枪结构设计(Computer Simulation Assist the Design of Welding Torch)的方法还可以适用于等离子喷涂、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等一切气体保护加工方法的枪体结构设计。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
插图索引  9-11
第1章绪论  11-22
  1.1 引言  11-12
  1.2 等离子焊接数值模拟的研究现状  12-15
    1.2.1 等离子焊接电弧的数值模拟  12-13
    1.2.2 等离子焊接熔池的数值模拟  13-15
  1.3 等离子焊接过程数值模拟热源模型的发展  15-19
  1.4 等离子焊接枪体结构设计研究进展  19-20
  1.5 研究等离子焊接气体保护效果的意义与目的  20-21
  1.6 本文的研究内容  21-22
第2章 PHOENICS简介  22-25
  2.1 PHOENICS软件的结构  22-23
    2.1.1 Q1 模块  23
    2.1.2 GROUND模块  23
  2.2 PHOENICS的模拟过程  23-24
  2.3 PHOENICS边界条件的处理  24
  2.4 PHOENICS软件适用性  24-25
第3章等离子焊接气体保护效果数值模拟的数学与物理模型  25-29
  3.1 控制方程与边界条件  25-26
  3.2 物理模型  26-29
第4章等离子焊接气体保护效果的数值模拟  29-55
  4.1 模拟过程  29
  4.2 保护气体流量对保护效果的影响  29-36
  4.3 离子气与保护气比例对保护效果的影响  36-40
  4.4 保护罩位置对保护效果的影响  40-45
  4.5 喷嘴与工件之间的距离对保护效果的影响  45-49
  4.6 枪体结构对保护效果的影响  49-53
  4.7 小结  53-55
第5章总结与展望  55-57
参考文献  57-63
致谢  63-64
附录A 攻读学位期间发表的论文  64-65
附录B Q1 的结构  65-70

等离子焊接气体保护效果数值模拟研究

内容摘要

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