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电弧辅助活性TIG焊焊缝组织及性能分析被引量：13: 2014年; 电弧辅助活性TIG焊(arc assisted activating TIG welding,AA-TIG焊)是一种新型高效焊接方式,该方法可以分为分离电弧AA-TIG焊和耦合电弧AA-TIG焊两种方式.试验采用不锈钢为母材,通过改变辅助电弧中氧气引入量,分析焊缝组织及性能的变化规律.结果表明,焊缝组织以奥氏体为主,在奥氏体边界析出少量的铁素体,此时焊缝的抗拉强度变化不大,随着氧气引入量的增大,焊缝的低温冲击韧性有所下降;相对于分离电弧AA-TIG焊,耦合电弧AA-TIG焊焊缝的冲击韧性下降较少.在氧气的引入量低于2 L/min时,耦合电弧AA-TIG焊焊缝冲击韧性较好,甚至超过普通TIG焊焊缝.; 樊丁刘自刚黄勇王新鑫; 关键词：不锈钢组织及性能

氧含量对TIG焊瞬态熔池行为影响的数值分析被引量：9: 2013年; 建立定点高斯热源作用下TIG熔池的三维瞬态数学模型,考虑焊接熔池内各项散热、焊件内部及表面传热、相变潜热、材料热物理性能参数随温度变化等问题,运用FLUENT软件及其UDF的二次开发功能,模拟不同氧含量对熔池温度场及速度场的影响.结果表明:表面张力温度系数发生转变时的临界温度对熔池温度场和速度场有着决定性影响,该临界温度随氧含量的增加而增加,并且随着氧含量增加逐渐向熔池中心靠近.随着临界温度线的转移,表面张力发生改变,熔池内的Marangoni对流也因此改变,进而使得熔池形貌从低氧含量时浅而宽的形状变成为高氧含量时的深且窄的形状.; 樊丁郝珍妮黄勇黄健康; 关键词：氧含量数值模拟

基于不锈钢阳极的TIG电弧压力特性被引量：2: 2012年; 以不锈钢作阳极,采用静态小孔法测量TIG电弧压力.结合电弧阳极电流密度分布、伏安特性和弧长电压特性曲线分析不锈钢TIG焊的电弧压力特性.与水冷铜作阳极时的电弧压力对比,结果表明:在相同条件下不锈钢作阳极时电弧压力的分布服从高斯分布,分布半宽值较大,电弧压力峰值较低并随着电弧电流的增大、弧长的减小而增大;2种阳极条件下电弧压力峰值的差值随电流增大而增大,随弧长增大无明显变化.; 黄勇瞿怀宇王新鑫樊丁; 关键词：电弧电弧压力电流密度不锈钢

阳极温度分布对耦合电弧AA-TIG高速焊焊缝成形的影响: 2013年; 针对耦合AA-TIG电弧采用热电偶法测量了阳极温度分布.在垂直于主钨极和辅助钨极连线方向上,随着距连线的距离增大,耦合AA-TIG电弧的阳极温度逐渐降低,在主钨极位置处的温度最高,辅助钨极位置处次之,钨极中心点位置处最低.在主钨极和辅助钨极连线方向上,随着钨极间距增大,耦合AA-TIG电弧中心区域温度逐渐降低,外围区域温度逐渐增高,由单峰分布向双峰分布过渡.当钨极间距较大时,耦合AA-TIG电弧热源在主钨极和辅助钨极连线方向上被拉长,有利于消除高速焊时的咬边和驼峰焊道等缺陷.; 黄勇瞿怀宇王新鑫樊丁; 关键词：高速焊

GPCA-TIG焊水冷焊枪设计及改进: 2017年; 为了充分发挥活性焊的优点,通过改变活性元素的引入方式,提出了一种新的活性焊接方法——气体熔池耦合活性TIG焊(Gas Pool Coupled Activating Welding,简称GPCA-TIG焊),该方法采用内外两个喷嘴将含有活性元素O的气体与惰性保护气体分开,达到增加焊缝熔深和减少钨极烧损的目的。针对GPCA-TIG焊接方法设计并研制了一把GPCA-TIG焊水冷焊枪,通过实际焊接效果发现,该焊枪能满足GPCA-TIG焊接方法所需要求,所得到的焊缝质量良好,进一步优化了焊枪装置,使得焊枪结构更紧凑,使用更加方便。; 刘瑞琳黄勇郝延召; 关键词：导电嘴

AA-TIG焊表面氧化层成分及形成过程分析被引量：6: 2012年; AA-TIG焊(arc assisted activating TIG welding)通过焊前采用小电流辅助电弧以Ar+O2作为保护气体在待焊部位预熔形成表面氧化层,从而引入活性O元素改变熔池流动形态使熔深增加.试验通过改变辅助电弧保护气氛中的氧气流量来获得不同厚度的表面氧化层,分别对表面氧化层进行EPMA,XRD分析,并进行热力学计算.结果表明,表面氧化层中主要以铬、锰、硅的氧化物及其复合氧化物为主,由于电弧力的作用,电弧中心的氧化物被排向电弧边缘区域,最终形成的氧化层中心区域的厚度较两边区域薄,通过热力学计算的氧化层中平均氧含量与XRD分析结果相近.; 樊丁康再祥黄勇王新鑫瞿怀宇刘瑞琳; 关键词：不锈钢热力学

活性元素氧对AA-TIG焊熔池传输行为影响的数值模拟被引量：5: 2016年; 电弧辅助活性TIG焊(arc assisted activating TIG welding,AA-TIG焊),采用辅助电弧以Ar+O2作为保护气体预熔待焊母材表面以形成氧化层,再进行常规TIG焊,可使熔深明显增加.文中结合AA-TIG焊熔池氧元素分布的实验研究,提出焊接熔池表面氧元素的两种不均匀分布模式,考虑浮力、电磁力和表面张力,建立了更完善的电弧辅助活性TIG焊熔池模型,模拟研究氧元素在熔池表面呈不均匀分布时,AA-TIG焊瞬态熔池中动量及能量的传输行为.假设熔池内部液态金属是湍流、不可压缩Newton流体,使用FLUENT RNG k-ε湍流模型进行处理.结果表明,当氧在熔池上表面呈非均匀分布,并且氧的不均匀分布模型为低氧模型时,熔池内部仍然以内对流流动为主.; 樊丁黄自成黄健康王新鑫郝珍妮黄勇; 关键词：氧数值模拟

耦合电弧AA-TIG焊电弧压力测量与分析被引量：8: 2013年; 针对耦合电弧AA-TIG焊接法(arc assisted activating TIG welding),采用基于不锈钢作阳极的静态小孔法对其电弧压力进行了测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.与常规钨极氩弧焊相比,在相同条件下耦合电弧AA-TIG焊的电弧压力峰值明显降低,并随着焊接电流的减小、钨极间距的增大、弧长的增大、辅助电弧中氧含量的减小而减小.在2 mm钨极间距时,电弧压力服从高斯分布,随着钨极间距的增大电弧压力向双峰分布过渡.; 黄勇瞿怀宇樊丁刘瑞琳康再祥王新鑫; 关键词：氧电弧压力

考虑金属蒸汽的钨极惰性气体保护焊电弧与熔池交互作用三维数值分析被引量：12: 2015年; 基于局域热平衡状态假设并考虑金属蒸汽的作用,建立了钨极惰性气体保护焊电弧与熔池交互作用的三维数学模型.电弧等离子体的热力学参数和输运系数由温度和金属蒸汽浓度共同决定,并使用第二黏度近似简化处理金属蒸汽在氩等离子中的输运过程.在考虑熔池流动时,主要考虑了浮力、电磁力、表面张力和等离子流拉力的作用.通过对麦克斯韦方程组、连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和组分输运方程的耦合求解,得到了金属蒸汽在电弧中的空间分布、电弧和熔池的温度场、速度场和电流密度分布等重要结果.通过与未考虑金属蒸汽的结果对比,研究了熔池上表面产生的金属蒸汽对电弧等离子体行为的影响,以及电弧等离子对熔池行为的影响.结果表明,金属蒸汽主要富集在熔池上表面附近;金属蒸汽对电弧等离子体有明显的收缩作用,而对等离子速度和电势影响较小;金属蒸汽的出现对熔池上表面速度分布和剪切力分布以及熔池形貌并无明显影响.求解结果与已有的实验结果和计算结果符合良好.; 樊丁黄自成黄健康王新鑫黄勇; 关键词：钨极惰性气体保护焊

GPCA-TIG焊缝组织和性能分析被引量：1: 2019年; 采用气体熔池耦合活性TIG焊接方法,讨论了O、N元素的引入对焊缝组织和性能的影响规律.对焊接接头进行了显微组织分析、力学性能测试、X射线探伤、耐腐蚀性试验以及测量了焊缝中铁素体和氮元素的质量分数.结果表明:与传统TIG焊焊缝组织相比,GPCA-TIG焊缝组织明显细化;氧元素会降低焊缝的冲击韧性、抗拉强度和塑性,但当添加N元素后,焊缝的力学性能有所上升,说明N元素能改善焊缝的力学性能;焊缝均没有产生晶间腐蚀裂纹,获得的焊缝经X射线检测,结果为Ⅰ级.; 刘瑞琳黄勇; 关键词：焊缝组织抗拉强度冲击韧性

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甘肃省自然科学基金(1010RJZA037)

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