激光深熔焊接过程的数值模拟与等离子体控制研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 注释表 | 第14-15页 |
| 缩略词 | 第15-16页 |
| 第一章 绪论 | 第16-29页 |
| 1.1 引言 | 第16页 |
| 1.2 激光深熔焊接的特点及局限性 | 第16-17页 |
| 1.2.1 激光深熔焊接的优点 | 第16-17页 |
| 1.2.2 激光深熔焊接的局限性 | 第17页 |
| 1.3 激光深熔焊接的主要研究方向 | 第17-27页 |
| 1.3.1 大功率激光器的开发和研究 | 第17-19页 |
| 1.3.2 激光深熔焊接稳定性研究和工艺创新 | 第19-22页 |
| 1.3.3 焊接过程的动力学与热力学研究 | 第22-27页 |
| 1.4 研究热点 | 第27页 |
| 1.5 研究意义与内容 | 第27-29页 |
| 第二章 激光深熔焊接热力学分析的物理基础 | 第29-43页 |
| 2.1 激光深熔焊接的冶金过程及工艺理论 | 第29-35页 |
| 2.1.1 热作用阶段 | 第31-32页 |
| 2.1.2 表面熔化阶段 | 第32-33页 |
| 2.1.3 气化阶段 | 第33-35页 |
| 2.1.4 深熔焊接过程 | 第35页 |
| 2.2 激光与等离子体的相互作用 | 第35-41页 |
| 2.2.1 等离子体的特性 | 第36-37页 |
| 2.2.2 光致等离子体的产生机制 | 第37页 |
| 2.2.3 等离子体的点燃与维持 | 第37-38页 |
| 2.2.4 激光在等离子体中的传播与吸收 | 第38-41页 |
| 2.3 本章小结 | 第41-43页 |
| 第三章 激光深熔焊接过程的数值计算与分析 | 第43-76页 |
| 3.1 引言 | 第43-45页 |
| 3.1.1 激光深熔焊接过程的特点 | 第43页 |
| 3.1.2 数值计算模拟的优点和局限 | 第43-44页 |
| 3.1.3 激光深熔焊接数值模拟的基础理论和思路 | 第44-45页 |
| 3.2 激光深熔焊接的模型与求解 | 第45-62页 |
| 3.2.1 计算模型的建立 | 第45-48页 |
| 3.2.2 计算采用材料的物理性能 | 第48页 |
| 3.2.3 求解软件的选择 | 第48-49页 |
| 3.2.4 基本方程 | 第49-51页 |
| 3.2.5 源项及边界条件 | 第51-54页 |
| 3.2.6 FLUENT模块选择与理论分析 | 第54-57页 |
| 3.2.7 控制方程的离散 | 第57-61页 |
| 3.2.8 求解非定常问题的步骤 | 第61-62页 |
| 3.3 计算结果与分析 | 第62-75页 |
| 3.3.1 小孔与熔池的形成及演变 | 第62-70页 |
| 3.3.2 深熔焊接过程的热流分析 | 第70-75页 |
| 3.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 第四章 激光深熔焊接过程中等离子体行为研究 | 第76-94页 |
| 4.1 引言 | 第76-78页 |
| 4.1.1 研究现状 | 第76-77页 |
| 4.1.2 基本假设 | 第77-78页 |
| 4.2 等离子体相关参量的计算 | 第78-81页 |
| 4.2.1 电子温度的计算 | 第78页 |
| 4.2.2 等离子体离子温度的计算 | 第78-79页 |
| 4.2.3 等离子体名义温度的计算 | 第79-81页 |
| 4.3 激光在等离子体中传播与吸收计算 | 第81-83页 |
| 4.3.1 激光束的离散 | 第81-82页 |
| 4.3.2 菲涅尔吸收与逆轫致辐射吸收 | 第82-83页 |
| 4.4 实验条件 | 第83-85页 |
| 4.4.1 实验材料及表面处理 | 第83页 |
| 4.4.2 实验装置及设备 | 第83-84页 |
| 4.4.3 谱线的选择 | 第84-85页 |
| 4.5 结果与讨论 | 第85-93页 |
| 4.5.1 菲涅尔吸收和逆轫致辐射吸收 | 第85-88页 |
| 4.5.2 初始阶段等离子体 | 第88-89页 |
| 4.5.3 稳定焊接过程中的等离子 | 第89-90页 |
| 4.5.4 等离子体的时间特性 | 第90-92页 |
| 4.5.5 不稳定焊接过程中的等离子体 | 第92-93页 |
| 4.6 本章小结 | 第93-94页 |
| 第五章 激光深熔焊接喷嘴的研究与设计 | 第94-114页 |
| 5.1 引言 | 第94-97页 |
| 5.1.1 深熔焊接喷嘴的特点 | 第94-95页 |
| 5.1.2 深熔焊接喷嘴设计的动力学基础 | 第95-97页 |
| 5.2 激光熔焊接喷嘴的设计 | 第97-99页 |
| 5.2.1 深熔焊接喷嘴的结构设计 | 第97-98页 |
| 5.2.2 深熔焊接喷嘴的设计解析 | 第98-99页 |
| 5.3 喷嘴的计算模拟与实验分析 | 第99-112页 |
| 5.3.1 计算模型与条件设置 | 第99-101页 |
| 5.3.2 数值模拟计算 | 第101-109页 |
| 5.3.3 喷嘴的实验观测 | 第109-112页 |
| 5.4 本章小结 | 第112-114页 |
| 第六章 Laser-TIG复合焊接实验与接头性能 | 第114-128页 |
| 6.1 引言 | 第114-116页 |
| 6.1.1 复合焊接技术的应用领域与研究现状 | 第114-115页 |
| 6.1.2 电弧在复合焊接中的影响 | 第115页 |
| 6.1.3 电弧与等离子体在复合焊接中的相互作用 | 第115-116页 |
| 6.2 实验材料及方法 | 第116-117页 |
| 6.2.1 实验材料 | 第116-117页 |
| 6.2.2 实验设备与布置 | 第117页 |
| 6.3 实验结果与分析 | 第117-127页 |
| 6.3.1 焊接工艺参数分析 | 第117-121页 |
| 6.3.2 焊件装卡间隙和错边的适应性 | 第121-122页 |
| 6.3.3 焊缝成形 | 第122-123页 |
| 6.3.4 力学性能 | 第123-127页 |
| 6.4 本章小结 | 第127-128页 |
| 第七章 结论 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第142页 |
