柔性变极性等离子弧特性及铝合金横焊穿孔熔池行为
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-36页 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 | 第15-16页 |
| 1.2 横焊缺陷形成机理及控制措施 | 第16-23页 |
| 1.2.1 横焊缺陷形成机理 | 第16-18页 |
| 1.2.2 横向焊接的控制措施 | 第18-23页 |
| 1.3 等离子弧穿孔焊接的稳定性及控制方法 | 第23-31页 |
| 1.3.1 等离子弧穿孔焊接的稳定性 | 第23-29页 |
| 1.3.2 等离子弧穿孔焊接控制方法 | 第29-31页 |
| 1.4 等离子弧穿孔焊接数值模拟及熔池行为研究 | 第31-34页 |
| 1.4.1 不考虑穿孔自由表面变形的数值模拟 | 第31-32页 |
| 1.4.2 考虑穿孔自由表面变形的数值模拟 | 第32-34页 |
| 1.5 文献综述分析 | 第34-35页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第35-36页 |
| 第2章 试验方法与穿孔焊接数学模型 | 第36-54页 |
| 2.1 试验方法 | 第36-43页 |
| 2.1.1 试验设备与材料 | 第36-37页 |
| 2.1.2 试验研究方法 | 第37-42页 |
| 2.1.3 分析测试方法 | 第42-43页 |
| 2.2 穿孔焊接的数学模型 | 第43-52页 |
| 2.2.1 几何模型 | 第43-44页 |
| 2.2.2 控制方程 | 第44-49页 |
| 2.2.3 自由界面定位与热力耦合实现 | 第49页 |
| 2.2.4 初始条件与边界条件 | 第49-50页 |
| 2.2.5 材料热物理参数及取值 | 第50-51页 |
| 2.2.6 数值算法与计算流程 | 第51-52页 |
| 2.3 本章小结 | 第52-54页 |
| 第3章 常规变极性等离子弧穿孔横焊特性 | 第54-80页 |
| 3.1 常规变极性等离子弧穿孔横焊瓶颈 | 第54-58页 |
| 3.1.1 不同板厚穿孔横焊特点 | 第54-56页 |
| 3.1.2 穿孔横焊的焊接缺陷 | 第56-57页 |
| 3.1.3 穿孔横焊缝的不对称性 | 第57-58页 |
| 3.2 焊接参数对咬边缺陷的影响 | 第58-66页 |
| 3.2.1 焊接电流的影响 | 第59-61页 |
| 3.2.2 离子气流量的影响 | 第61-63页 |
| 3.2.3 焊接速度的影响 | 第63-64页 |
| 3.2.4 电弧长度的影响 | 第64-66页 |
| 3.3 横焊穿孔熔池动态行为观察 | 第66-72页 |
| 3.3.1 穿孔熔池的建立过程 | 第67-69页 |
| 3.3.2 稳定穿孔熔池内的金属流动 | 第69-71页 |
| 3.3.3 穿孔熔池的崩溃过程 | 第71-72页 |
| 3.4 初步控制措施及有效性检验 | 第72-79页 |
| 3.4.1 小规范+背面预热控制措施（6mm板） | 第73-74页 |
| 3.4.2 坡口设计控制措施（8mm板） | 第74-79页 |
| 3.5 本章小结 | 第79-80页 |
| 第4章 柔性变极性等离子弧特性及作用机理 | 第80-107页 |
| 4.1 柔性变极性等离子弧的科学依据 | 第80-83页 |
| 4.1.1 变极性等离子弧热、力特性分析 | 第80-81页 |
| 4.1.2 电弧形式改变与柔性电弧提出 | 第81-83页 |
| 4.2 柔性变极性等离子弧的作用效果 | 第83-88页 |
| 4.2.1 穿孔横焊缝成形的改善 | 第83-86页 |
| 4.2.2 横焊穿孔熔池稳定性的提高 | 第86-88页 |
| 4.3 柔性变极性等离子弧的电弧特性 | 第88-97页 |
| 4.3.1 电弧形态 | 第88-90页 |
| 4.3.2 电弧静特性 | 第90-91页 |
| 4.3.3 电弧压力分布 | 第91-95页 |
| 4.3.4 电弧能量密度分布 | 第95-97页 |
| 4.4 柔性电弧穿孔横焊的熔池行为 | 第97-101页 |
| 4.4.1 穿孔熔池的熔化特点 | 第97-99页 |
| 4.4.2 穿孔熔池金属流动行为 | 第99-101页 |
| 4.5 柔性变极性等离子弧的作用机理 | 第101-105页 |
| 4.5.1 穿孔熔池的受力分析 | 第101-104页 |
| 4.5.2 熔化金属的流动分析 | 第104-105页 |
| 4.6 本章小结 | 第105-107页 |
| 第5章 柔性电弧热力模型与穿孔熔池模拟 | 第107-132页 |
| 5.1 柔性电弧的热源和力源模型 | 第107-111页 |
| 5.1.1 柔性电弧的热源模型 | 第107-110页 |
| 5.1.2 柔性电弧的力源模型 | 第110-111页 |
| 5.2 穿孔熔池形成过程数值模拟结果 | 第111-122页 |
| 5.2.1 穿孔熔池温度场和流场动态演变 | 第112-117页 |
| 5.2.2 穿孔熔池行为分析 | 第117-119页 |
| 5.2.3 电弧压力对穿孔熔池的影响 | 第119-120页 |
| 5.2.4 熔池内小孔三维形貌 | 第120-122页 |
| 5.3 穿孔熔池填充过程数值模拟结果 | 第122-127页 |
| 5.4 数值计算结果试验验证 | 第127-128页 |
| 5.5 横焊位置穿孔熔池填充判定条件 | 第128-131页 |
| 5.6 本章小结 | 第131-132页 |
| 第6章 柔性电弧穿孔横焊工艺及接头组织性能 | 第132-149页 |
| 6.1 柔性变极性等离子弧穿孔横焊工艺 | 第132-137页 |
| 6.1.1 焊接工艺窗口与焊缝成形 | 第132-135页 |
| 6.1.2 横焊过程中的热循环曲线 | 第135-136页 |
| 6.1.3 横焊缝中气孔缺陷的消除 | 第136-137页 |
| 6.2 铝合金穿孔横焊接头的组织特征 | 第137-141页 |
| 6.3 铝合金穿孔横焊接头的力学性能 | 第141-146页 |
| 6.3.1 横焊接头的硬度分布 | 第141-143页 |
| 6.3.2 横焊接头的拉伸性能 | 第143-144页 |
| 6.3.3 横焊接头的断口形貌 | 第144-146页 |
| 6.4 横焊接头不对称性产生机理 | 第146-148页 |
| 6.5 本章小结 | 第148-149页 |
| 结论 | 第149-151页 |
| 参考文献 | 第151-162页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第162-164页 |
| 致谢 | 第164-165页 |
| 个人简历 | 第165页 |
