Keywords: Swing arc; narrow gap; GMAW; heat source model; the behavior of molten pool

目 录

第一章 绪 论 1

1。1 选题意义 1

1。3 窄间隙焊接分类 2

1。4 窄间隙焊接技术特征及特点 3

1。5 窄间隙焊技术发展概况 3

1。6 窄间隙焊接技术研究现状及存在问题 4

1。7 本文主要内容 6

第二章 实验设备及方法 7

2。1 实验设备简介 7

2。2 摇动电弧窄间隙 GMAW 特征分析 8

2。3 实验材料 9

2。4 实验方案 10

第三章 摆动电弧流体流动数值模拟模型 11

3。1 控制方程 11

3。1。1  质量守恒方程 11

3。1。2 能量守恒方程 11

3。1。3  动量守恒方程 11

3。2 电弧热源模型的建立 12

3。3 熔滴过渡模型的建立 15

3。4 电弧力源模型的建立 15

3。5 网格划分及几何模型的建立 16

3。6 模型的验证 17

3。7 流体分析 18

结 论 24

致 谢 25

参考文献 25

第一章 绪 论

1。1 选题意义

新型摇动电弧窄间隙 GMAW 焊作为一种应用传统弧焊方法的新型焊接技术，但 在工艺方面的应用仍存在一定的局限性，例如：窄间隙埋弧焊只适用在平位置进行焊 接而且焊后清渣比较困难；窄间隙 TIG 焊不仅熔敷效率低，而且焊接成本还比较高； 电渣焊、垂直气电焊焊接线能量大，焊缝组织粗大，所以焊后必须进行热处理。摇动 电弧窄间隙 GMAW 由于焊接效率高且适于全位置焊，因此其应用最为广泛。但在其 应用形式方面，麻花焊丝式不仅要对焊丝进行预处理，而且焊接工艺比较复杂、成本 也高，这些缺点限制了该工艺的实施，使摇动电弧窄间隙 GMAW 离实际生产应用还 有很大的距离。因此，新型窄间隙横向 GMAW 焊接技术的研究与开发必将推动大型 厚板焊接技术向着高效化、稳定化的方向发展，对实际生产应用有很大的推动作用。 随着工业制造业的发展，焊接结构日趋大型化、高参化、后壁化，厚壁及超厚壁 焊接金属结构件的应用越来越广泛，同时对其焊接技术的要求也越来越高。由于摇动 电弧窄间隙 GMAW 焊接过程具有结构紧凑、方向性比较好、变形小、成本低等优点，论文网

同时该焊接方法采用较小间隙的 U 形或者 I 形坡口，使焊缝截面积更小，与传统焊接 方法相比，具有生产效率高，焊接热输入低和焊材消耗少等优势，因此工艺能够满足 大型金属结构件对于焊接质量和焊接效率的要求，而且新型摇动电弧窄间隙 GMAW 焊可以提高侧壁热输入，解决侧壁未熔合，因此摇动电弧窄间隙 GMAW 已经成为超 厚板焊接的首选方法。由于摇动电弧窄间隙 GMAW 焊接过程中的工艺参数较多，难 以优化，焊接参数搭配合适可以减少焊缝缺陷，且目前对摇动电弧窄间隙 GMAW 焊 的研究机理比较少，熔池流体流动与焊缝成型有着密切的关系，所以对摇动电弧窄间 隙 GMAW 焊的熔池流体流动进行研究，有助于深入了解摇动电弧窄间隙 GMAW 焊 的焊缝成型机理，从而推广其应用。