通过焊接完成,越来越多的研究者开始研究铝合金的双弧焊工艺 [25]。 日本研制了新型铝合金双弧丝焊工艺,两根焊丝平行排列同时送丝,但只

有一根焊丝是连接电源的,这根焊丝与母材接触熔化母材形成熔池,另一根焊 丝直接插入熔池,靠熔池的余热熔化焊丝填充焊缝,这样就加快了焊丝的熔化 速率,不但能提高焊接效率,而且因为后丝吸收了部分热量,减少了热输入, 从而减小了焊件变形。

德国克鲁斯公司的 TANDEM 双丝焊技术被珠海雅各臣公司引进,在国内 推广使用[26]。这种焊接方法的特点就是既能对薄板进行高速焊接也能对厚板进 行高熔敷率焊接。焊接 3mm 左右的厚板最大速度可达 100mm/s,焊接 8mm 以 上的厚板时,熔敷率能达到 24kg/h。论文网

1。2。3 双丝焊的优点及应用 双丝焊适用的母材厚度范围较广,它既适用于薄板焊接,也适用于厚板焊

接。同时双丝焊也是一种高效率焊接方法。双丝焊能实现高效焊接的原因主要如下:

(1) 减少焊接缺陷的产生。双丝焊有两根焊丝,每根焊丝形成一根电弧,这 样熔池的长度就比单丝焊长,所以在高速焊接时,熔池后部分的金属就有足够 时间充分流动和铺满焊缝 ,咬边、驼峰焊道、气孔等缺陷产生的可能性大大减 小。

(2) 促使焊接熔池较稳定。双丝焊产生两个电弧,加大了电弧与熔池接触的 面积,熔池单位面积上的电弧力就大大减小,因此就能让熔池较为稳定。

(3) 热输入小。出于提高焊接速度的考虑,双丝焊两根焊丝上的电流肯定比 单丝焊一根焊丝上的电流大,这样看上去是热输入提高了,但是双丝焊的焊接 速度较快,所以单位长度上的热输入其实是减小了,热输入就会减小。

双丝焊的焊缝的组织成分和结晶状态都比较好,焊接合金元素、碳含量较 高的焊件是易出现裂纹的问题可以得到一定程度的改善。除了以上说的优点, 双丝焊还能对母材的融合比和焊缝的熔深比有起到一定的调节作用。

总的来说,双丝焊有很多特点:焊接速度较快,而且焊接质量好。观察焊缝,焊缝成形较好。在焊接厚板时,双丝焊的熔敷率较高。在焊接不锈钢和碳 含量较高的碳钢时,能有效降低裂纹倾向,也能降低焊接铝合金后产生气孔的 可能性。双丝焊是一种较为特殊的焊接工艺,在焊接时还可以改变焊丝成分来 实现调整焊缝组织成分,改善焊缝力学性能的目的。

1。3 焊接数值模拟技术研究现状及发展趋势

1。3。1 FLUENT 对焊接温度场进行模拟的研究现状 近年来,焊接过程进行数值模拟的研究越来越多,他们的研究大多基于

1。3。2 双丝焊模拟研究现状 双丝焊因其焊接效率高、焊接质量好等特点,越来越多的研究者开始对其

1。4 流体力学理论基础及 FLUENT 介绍

流体力学研究的是流体在外力作用下的运动规律,包括流体运动的运动物 理参数如加速度等随时间和空间的变化。流体力学的基础是三个定律,包括动 量守恒定律、能量守恒定律和质量守恒定律。无论流体的性质如何,都符合这 三大定律,焊接熔池里的熔融金属液也符合。

1。4。1 三大基本定律

(1)质量守恒定律:在研究流体流动的过程中,如果我们要考虑流体的压缩 性我们就称为可压缩流动,相应地称为可压缩流体。如果不考虑流体的压缩性, 则称为不可压缩流动,相应地成为不可压缩流体。

任何流动问题都满足质量守恒定律。该定律意思简单点说就是单位时间内 流体质量的增加等于同样时间间隔内流入该流体的其他流体总质量。按照这一 定律,可以得出质量守恒方程:

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