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T型角接头焊接热源模型研究 被引量：44
1
作者 肖冯 米彩盈 《电焊机》 北大核心 2010年第6期41-45,共5页
基于有限元软件ANSYS建立了T型角接头的三维热分析模型,阐述高斯热源模型、双椭球热源模型、均匀热源模型以及两种组合热源模型的分布函数形式,并应用各热源模型结合生死单元技术对T型接头焊接过程进行数值模拟,得到不同热源模型下的焊... 基于有限元软件ANSYS建立了T型角接头的三维热分析模型,阐述高斯热源模型、双椭球热源模型、均匀热源模型以及两种组合热源模型的分布函数形式,并应用各热源模型结合生死单元技术对T型接头焊接过程进行数值模拟,得到不同热源模型下的焊接动态温度场。通过对数值模拟结果的分析对比表明:高斯热源及高斯-双椭球组合热源模型的模拟熔池尺寸大小有限,使得焊缝不能达到完全熔化;双椭球热源、均匀热源模型及高斯-均匀组合热源模型能较真实地模拟焊缝熔合区的形状及温度场分布,其中应用均匀热源模型可达到更为满意的结果。 展开更多
关键词 热源模型 焊接温度场 生死单元 T型角接头 焊接熔池
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TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(3)——活性化TIG焊接中的熔池表面张力测定 被引量：22
2
作者 杨春利 牛尾诚夫 田中学 《焊接》 2000年第6期11-15,共5页
利用熔池振荡及熔池谐振信号的检测 ,以熔池自身固有振荡频率与熔池尺寸的内在关系测定熔池金属表面张力 ,研究了薄板SUS30 4不锈钢TIG焊不同熔池尺寸的表面张力变化以及活性剂对熔池表面张力的影响。
关键词 A-TIG焊 表面张力 活性剂 焊接熔池
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焊接预测理论和数值模拟技术的发展 被引量：11
3
作者 汪建华 陆皓 《造船技术》 北大核心 2001年第4期21-24,共4页
介绍了焊接预测理论和数值模拟技术的最新发展和动向 ,包括焊接熔池中的流体动力学和传热分析 ,焊接电弧的传热传质过程 ,焊接冶金和焊接接头组织性能的预测 ,焊接变形与应力的预测 。
关键词 焊接 预测理论 传热传质过程 数字式模拟 焊接熔池 流体动力学 传热分析
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焊接熔池的传热与流体流动模拟进展 被引量：16
4
作者 李强 钱百年 李殿中 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期91-96,共6页
焊接熔池的传热与流体流动模拟是焊接模拟的一个重要领域 ,目前对焊接熔池的传热和流体流动的模拟主要是基于Navier strokes方程基础上而建立的。文中概括了近年来焊接熔池传热与流体流动模拟所取得的一些进展 ,总结了影响熔池传热和流... 焊接熔池的传热与流体流动模拟是焊接模拟的一个重要领域 ,目前对焊接熔池的传热和流体流动的模拟主要是基于Navier strokes方程基础上而建立的。文中概括了近年来焊接熔池传热与流体流动模拟所取得的一些进展 ,总结了影响熔池传热和流体流动的一些主要因素。 展开更多
关键词 模拟 焊接熔池 流体流动 传热
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基于结构光投影的焊接熔池图像获取与处理 被引量：17
5
作者 汪岩峰 刘南生 +1 位作者 林浩亮 袁尤智 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期81-84,共4页
建立一种主动视觉传感系统,以小功率激光器作为主动光源投射激光到特制光栅上,在焊接熔池表面形成变形激光条纹,用加了窄带滤光片和中性滤光片的CCD在系统另一侧实时拍摄熔池图像。选取合适的激光入射角度和CCD拍摄角度,较好的避开弧光... 建立一种主动视觉传感系统,以小功率激光器作为主动光源投射激光到特制光栅上,在焊接熔池表面形成变形激光条纹,用加了窄带滤光片和中性滤光片的CCD在系统另一侧实时拍摄熔池图像。选取合适的激光入射角度和CCD拍摄角度,较好的避开弧光对熔池图像的干扰,采集到熔池区变形激光条纹。对熔池图像特征进行分析,变形的激光条纹反映了熔池的下塌或上凸状态;成功提取熔池边缘和激光条纹边缘;通过标定、计算得到熔池正面几何参数,为今后实时检测焊接熔池表面的三维信息奠定了基础。 展开更多
关键词 结构光投影 焊接熔池 变形激光条纹 几何参数
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外加纵向磁场GTAW焊接熔池流动机理 被引量：14
6
作者 罗键 贾昌申 +1 位作者 王雅生 薛锦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期29-32,共4页
以外加纵向磁场GTAW (钨极氩弧焊 )焊接LD10CS铝合金过程为研究对象 ,建立外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和传热数学模型 ,对固定电弧的外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动过程进行数值分析 ,研究外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和... 以外加纵向磁场GTAW (钨极氩弧焊 )焊接LD10CS铝合金过程为研究对象 ,建立外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和传热数学模型 ,对固定电弧的外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动过程进行数值分析 ,研究外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体流动和传热行为。 展开更多
关键词 纵向磁场 焊接熔池 流体流动 数值分析 GTAW 钨极氩弧焊
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分形理论在焊接图象处理中的应用 被引量：8
7
作者 肖勇 陈强 +1 位作者 孙振国 路井荣 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2002年第1期86-90,共5页
针对焊接过程中的图象处理问题 ,如检测焊缝边缘位置和确定焊接熔池的边缘大小和形状等问题 ,由于传统图象处理方法易受噪声和其他干扰信息的影响 ,因此很难准确及时地处理图象 .为了克服此弱点 ,在比较了焊接过程中图象处理的微观算法... 针对焊接过程中的图象处理问题 ,如检测焊缝边缘位置和确定焊接熔池的边缘大小和形状等问题 ,由于传统图象处理方法易受噪声和其他干扰信息的影响 ,因此很难准确及时地处理图象 .为了克服此弱点 ,在比较了焊接过程中图象处理的微观算法和宏观算法的基础上 ,提出了运用分形理论的综合图象处理方法 .该方法是根据焊接过程图象的特点 ,首先利用图象边缘的分形特征来进行区域分割 ,以便检测出图象边缘所在的模糊区域 ,然后用边缘检测方法的 L aplace算子和最小二乘法拟合曲线来识别出图象的边缘 .同时用该方法进行了实时焊接图象处理实验 ,实验结果证明 ,该方法不仅能准确识别出焊接焊缝或熔池图象的边缘 ,而且节省了图象处理的时间 。 展开更多
关键词 分形 图象处理 边缘检测 焊接 焊缝 焊接熔池
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焊接熔池数值模拟的研究现状 被引量：10
8
作者 周远远 于治水 《华东船舶工业学院学报》 2003年第2期65-69,共5页
对焊接熔池的流场热场的数值模拟这一领域进行了综述,分析了对焊接熔池进行数值模拟的发展过程和现有研究模型中存在的问题,为进一步研究提供指导。
关键词 焊接熔池 数值模拟 流场 热场
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焊接熔池的振荡和焊缝成形的自适应控制 被引量：8
9
作者 何德孚 李克海 《焊管》 2000年第4期22-28,共7页
电弧热和力作用下的焊接熔池总存在着振荡。其振荡模式与熔池的几何形状、特别是焊接熔池的熔透与否紧密相关。而熔池振荡频率则是振荡模式和焊缝熔透量的一个特征相关量。因此 ,实时检测熔池振荡频率就可以获得熔池深度 ,即焊缝熔深的... 电弧热和力作用下的焊接熔池总存在着振荡。其振荡模式与熔池的几何形状、特别是焊接熔池的熔透与否紧密相关。而熔池振荡频率则是振荡模式和焊缝熔透量的一个特征相关量。因此 ,实时检测熔池振荡频率就可以获得熔池深度 ,即焊缝熔深的相关信息。围绕怎样检测熔池振荡频率和确立频率与熔深的相关性 ,国外已经经历了 15年以上的研究历程。一种焊缝成形自适应控制新思路正在日趋成熟。 展开更多
关键词 焊接熔池 熔池振荡 自适应控制 焊缝成形
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TIG焊熔宽的自整定PID闭环控制系统 被引量：10
10
作者 黄石生 章敬腾 宋永伦 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期122-130,共9页
对于焊接过程中常出现各种干扰，焊接条件时有变化的ＴＩＧ自动用而言，改进传感方法和控制技术是提高焊缝质量闭环控制系统控制效果的两大途径。本文在对采用ＣＣＤ摄象机正面拍摄熔池图象并用微机进行图象处理，以及对多数在线自整定... 对于焊接过程中常出现各种干扰，焊接条件时有变化的ＴＩＧ自动用而言，改进传感方法和控制技术是提高焊缝质量闭环控制系统控制效果的两大途径。本文在对采用ＣＣＤ摄象机正面拍摄熔池图象并用微机进行图象处理，以及对多数在线自整定ＰＩＤ控制原理的研究基础上，设计了一种ＴＩＧ焊多数在线自整定ＰＩＤ熔宽闭环控制系统。试验结果表明，该系统具有良好的控制特性和对焊接条件变化的适应让、可用于ＴＩＧ焊焊缝质量的实时控制。 展开更多
关键词 TIG PID 反馈控制 焊接熔池
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表面活性元素硫对焊接熔池流动方式和深宽比的影响 被引量：11
11
作者 赵玉珍 雷永平 史耀武 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期138-143,共6页
建立了三维移动热源作用下焊接熔池的数学模型,模拟了表面活性元素S在不同质量分数作用下的熔池中的速度场和温度场。结果表明,S元素显著地影响了熔池中的流动方式,熔池深宽比随S质量分数的增加而迅速增大,当S质量分数超过80x10-6时,深... 建立了三维移动热源作用下焊接熔池的数学模型,模拟了表面活性元素S在不同质量分数作用下的熔池中的速度场和温度场。结果表明,S元素显著地影响了熔池中的流动方式,熔池深宽比随S质量分数的增加而迅速增大,当S质量分数超过80x10-6时,深宽比趋于一定值。S质量分数小于120×10-6时,熔池表面温度高于正表面张力温度系数发生的温度范围,正、负表面张力温度系数同时存在,温度梯度在最大表面张力处最大;当S质量分数超过120×10-6时,正表面张力温度系数控制着熔池中的流体流动,液体金属从熔池边缘流向熔池中心;随着S质量分数的增加,在熔池中出现数目、大小、方向和位置不同的涡流,当涡流的方向为由熔池边缘流向熔池中心时,涡流有效地把电弧能带到熔池底部,产生较大的熔深。 展开更多
关键词 表面活性元素 S元素 流动方式 焊接熔池 深宽比
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灰度形态学提取焊接熔池图像边缘技术 被引量：10
12
作者 郑相锋 王庆 牛晓光 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期105-108,共4页
在由CCD捕获的CO2焊接熔池图像中,存在着大量的点状噪声和线状噪声,要精确地检测出熔池图像的边缘比较困难。采用基于数学形态学理论中的灰度形态学数字图像处理技术,结合焊接熔池图像自身的特点,借助灰度图像二值化取阈值法中的矩量保... 在由CCD捕获的CO2焊接熔池图像中,存在着大量的点状噪声和线状噪声,要精确地检测出熔池图像的边缘比较困难。采用基于数学形态学理论中的灰度形态学数字图像处理技术,结合焊接熔池图像自身的特点,借助灰度图像二值化取阈值法中的矩量保持法确定结构元素值的大小,通过合理设计形态学滤波器形状和运算顺序,成功地提取出了焊接熔池图像的边缘,通过比较,新的图像处理算法的处理效果非常明显,对后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作提供了非常有用的熔池信息。 展开更多
关键词 焊接熔池 图像处理 边缘提取 灰度形态学 CO2焊接
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焊接熔池正面几何参数和背面熔宽的数据提取方法 被引量：8
13
作者 葛景国 高进强 +2 位作者 陈立功 武传松 何德孚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1113-1117,共5页
不论熔透控制还是焊缝跟踪 ,都需要实时或离线提取焊接熔池正面或反面的几何参数 .在小电流脉冲 TIG焊接试验条件下 ,为了获得训练焊缝熔透神经网络模型的大量数据 ,提出了一套方法 ,包括用于实时提取焊接熔池正面几何参数的算法和离线... 不论熔透控制还是焊缝跟踪 ,都需要实时或离线提取焊接熔池正面或反面的几何参数 .在小电流脉冲 TIG焊接试验条件下 ,为了获得训练焊缝熔透神经网络模型的大量数据 ,提出了一套方法 ,包括用于实时提取焊接熔池正面几何参数的算法和离线提取焊缝背面熔宽的摄影测量法 ,并采用 C+ +语言开发了相应的软件 .试验证明 。 展开更多
关键词 焊接熔池 几何参数 背面熔宽
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等离子弧焊接熔池温度场的三维数值模拟 被引量：11
14
作者 李力 胡绳荪 +1 位作者 殷凤良 马立 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1260-1264,共5页
建立了运动等离子弧作用下焊接温度场的三维瞬态数值分析模型,以分析等离子弧焊熔池温度分布情况以及焊接电流、焊接速度等焊接工艺参数对其影响情况.综合考虑了液态金属的对流传热和熔池外部的固体导热、材料热物理性能参数随温度的变... 建立了运动等离子弧作用下焊接温度场的三维瞬态数值分析模型,以分析等离子弧焊熔池温度分布情况以及焊接电流、焊接速度等焊接工艺参数对其影响情况.综合考虑了液态金属的对流传热和熔池外部的固体导热、材料热物理性能参数随温度的变化、焊件表面的散热以及熔化/凝固相变潜热等对熔池温度场的影响.采用三维锥体热源对小孔型等离子弧焊接过程进行了流体动力学和传热分析,利用ANSYS有限元软件求解所建立的模型,得到了等离子弧焊接过程中温度场的变化情况.模拟结果表明,随焊接电流的增大和焊接速度的减小,熔池体积增加,熔宽和热影响区都增大.试验结果验证了所建立模型的正确性和数值求解方法的可靠性. 展开更多
关键词 等离子弧焊 焊接熔池 温度场 蔓维数值模拟
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熔滴热焓量分布模式对熔池流场的影响 被引量：6
15
作者 孙俊生 武传松 高进强 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期964-970,共7页
通过对熔滴过渡过程的能量和动量分析，建立了熔滴热焓量在表面变形熔池内部的分布模式，以此为基础采用数值模拟技术研究了熔滴过渡类型和表面活性元素对MIG焊接熔池流场的影响，揭示了溶液过渡类型和表面活性元素与HIG焊接熔池流场的... 通过对熔滴过渡过程的能量和动量分析，建立了熔滴热焓量在表面变形熔池内部的分布模式，以此为基础采用数值模拟技术研究了熔滴过渡类型和表面活性元素对MIG焊接熔池流场的影响，揭示了溶液过渡类型和表面活性元素与HIG焊接熔池流场的相互影响规律。 展开更多
关键词 焊接熔池 熔滴热焓量 熔滴过渡类型 流场
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铝合金钨极氩弧焊熔池图像处理 被引量：9
16
作者 杜全营 王伟 +1 位作者 王建军 陈善本 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1055-1057,共3页
对铝合金熔池图像特点进行了分析,提出了一种快速有效的熔池边缘提取算法.采用边缘保持滤波和模糊增强对铝合金熔池图像进行预处理,并采用max-min算子对边缘进行检测,采用投影法对边缘进行细化和去除伪边缘而获得清晰的熔池边缘.该算法... 对铝合金熔池图像特点进行了分析,提出了一种快速有效的熔池边缘提取算法.采用边缘保持滤波和模糊增强对铝合金熔池图像进行预处理,并采用max-min算子对边缘进行检测,采用投影法对边缘进行细化和去除伪边缘而获得清晰的熔池边缘.该算法抗干扰强、计算速度快、计算准确,能有效提取熔池的形状. 展开更多
关键词 焊接熔池 铝合金 钨极氩弧焊 图像处理
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焊接熔池快速凝固过程的微观组织演化数值模拟 被引量：11
17
作者 张敏 汪强 +1 位作者 李继红 李琳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1-4,28,共5页
基于晶粒形成原理和枝晶生长动力学特点,建立了焊接熔池凝固过程中的形核、枝晶生长、溶质再分配及扩散的二维数学物理模型,对焊接熔池快速凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变以及不同的冷却速度对这一转变过程的影响进行了模拟.结果表明,... 基于晶粒形成原理和枝晶生长动力学特点,建立了焊接熔池凝固过程中的形核、枝晶生长、溶质再分配及扩散的二维数学物理模型,对焊接熔池快速凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变以及不同的冷却速度对这一转变过程的影响进行了模拟.结果表明,焊接熔池在快速冷却凝固过程中,溶质再分配与扩散明显;柱状晶向等轴晶转变时,熔池中心等轴晶凝固排出的溶质使柱状晶尖端浓度急剧升高,抑制了柱状晶的生长;冷却速度越大,柱状晶越容易向等轴晶转变,且转变所需时间越短. 展开更多
关键词 焊接熔池 元胞自动机 转变 快冷速率
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GTA焊接熔池特性的数值模拟 被引量：10
18
作者 张瑞华 樊丁 杜华云 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第5期21-23,共3页
以GTA焊接熔池为研究对象,建立了304不锈钢材料的移动GTA焊接过程的数学模型,模型中考虑了电磁力、浮力和表面张力.利用大型通用商业软件Phoenics3.4进行数值模拟.通过引入液相分数标量描述界面熔融区,能量方程中将潜热转换为热焓源项,... 以GTA焊接熔池为研究对象,建立了304不锈钢材料的移动GTA焊接过程的数学模型,模型中考虑了电磁力、浮力和表面张力.利用大型通用商业软件Phoenics3.4进行数值模拟.通过引入液相分数标量描述界面熔融区,能量方程中将潜热转换为热焓源项,而动量方程则引入Darcy源项,由此建立统一的液固相控制方程,实现在固定网格下求解具有移动界面的熔化和凝固过程.应用该模型计算了不锈钢GTA焊接过程中的熔池形状、工件的温度场和熔池的流场,熔池形状计算结果与实际焊接结果吻合. 展开更多
关键词 焊接熔池 焊接过程 304不锈钢 凝固过程 工件 钢材料 模型计算 热焓 求解
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镍基合金焊接熔池凝固组织模拟 被引量：11
19
作者 董志波 马瑞 +2 位作者 王勇 占小红 魏艳红 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期27-30,共4页
对原有元胞自动机中网格的捕获规则进行修正,完善了"对角线模拟角度"法则,并用其成功地模拟了镍基合金熔池凝固过程枝晶生长以及晶界偏析情况.结果表明,在焊接熔池凝固过程中,不同取向的晶粒之间存在着激烈的竞争生长.结晶取... 对原有元胞自动机中网格的捕获规则进行修正,完善了"对角线模拟角度"法则,并用其成功地模拟了镍基合金熔池凝固过程枝晶生长以及晶界偏析情况.结果表明,在焊接熔池凝固过程中,不同取向的晶粒之间存在着激烈的竞争生长.结晶取向与温度梯度最大的方向相一致的晶粒生长速度快,将其它取向的晶粒淘汰,在竞争中能够持续生长.同时,在枝晶与枝晶、枝晶臂与枝晶臂之间的残余液相中,存在溶质堆积现象,在凝固过程结束后,形成了严重的晶界偏析. 展开更多
关键词 焊接熔池 枝晶生长 联生结晶 元胞自动机法
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焊接速度对电弧增材熔池流动及焊道形貌影响的数值模拟研究 被引量：9
20
作者 周祥曼 王礴允 +4 位作者 袁有录 柏兴旺 田启华 付君健 杜义贤 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期103-111,共9页
焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响,为探究其影响机理,建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型,采用VOF方法追踪熔池自由界面,研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态,并分析焊接速度对... 焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响,为探究其影响机理,建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型,采用VOF方法追踪熔池自由界面,研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态,并分析焊接速度对单道焊道形貌的影响。数值模拟结果表明,随着焊接速度减小,熔池的热积累增强,体积增大,熔池表面峰值温度提高,弧坑深度也加深;同时,在电磁力和熔池表面力的共同作用下,熔池表面流速峰值随焊接速度减小而减小,熔池内部流速增大,对流更充分。此外,随着焊接速度减小,成形焊道的宽度和高度均有不同程度的增加。相同条件下的试验与数值模拟的焊道轮廓对比验证了数值模拟结果的有效性,研究结论可为电弧增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。 展开更多
关键词 电弧增材 焊接速度 焊接熔池 焊道形貌 数值模拟
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