激光及其復(fù)合能場(chǎng)焊接機(jī)理與工藝

目 錄
第1章 緒論 1
1.1激光及其復(fù)合能場(chǎng)焊接技術(shù) 1
1.1.1激光焊接技術(shù)簡(jiǎn)介 1
1.1.2激光 電弧復(fù)合焊接技術(shù)簡(jiǎn)介 4
1.1.3磁場(chǎng)輔助焊接技術(shù)簡(jiǎn)介 7
1.2焊接變形與應(yīng)力 12
1.2.1變形與殘余應(yīng)力模擬方法 12
1.2.2變形與殘余應(yīng)力測(cè)量方法 14
1.3焊接接頭的腐蝕疲勞性能15
1.3.1奧氏體不銹鋼焊接接頭的腐蝕疲勞裂紋萌生 15
1.3.2奧氏體不銹鋼焊接接頭的腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展 17
1.4厚板窄間隙疊層焊接 18
1.4.1厚板窄間隙疊層電弧焊接 18
1.4.2厚板窄間隙疊層激光焊接 19
1.4.3厚板窄間隙疊層激光 電弧復(fù)合焊接 20
參考文獻(xiàn) 21
第2章 多能場(chǎng)復(fù)合焊接能量耦合協(xié)同作用機(jī)理 24
2.1多能場(chǎng)復(fù)合焊接三維瞬態(tài)耦合數(shù)學(xué)模型 24
2.1.1建模難點(diǎn)及解決方法 24
2.1.2控制方程 26
2.1.3邊界條件 28
2.1.4數(shù)值計(jì)算流程 31
2.2電弧磁場(chǎng)復(fù)合焊接復(fù)合等離子體行為及其機(jī)理 32
2.2.1磁場(chǎng)對(duì)電孤橋接能力的調(diào)控作用 32
2.2.2磁場(chǎng)對(duì)電弧焊接熱效率的影響機(jī)理 33
2.2.3磁場(chǎng)對(duì)斜電極電弧等離子體運(yùn)動(dòng)的作用機(jī)理 34
2.3激光 電弧復(fù)合焊接復(fù)合等離子體行為及其機(jī)理 35
2.3.1復(fù)合等離子體的瞬態(tài)性特征 35
2.3.2激光冷卻電弧等離子體效應(yīng) 36
2.3.3激光促進(jìn)起弧和穩(wěn)弧作用機(jī)理 38
2.4激光電弧磁場(chǎng)多能場(chǎng)能量耦合作用機(jī)理 40
2.4.1磁場(chǎng)對(duì)復(fù)合等離子體行為的影響 40
2.4.2多能場(chǎng)復(fù)合焊接能量耦合作用機(jī)理 41
參考文獻(xiàn) 45
第3章 激光焊接中的熱 相變 彈塑性模型 47
3.1峰值指數(shù)遞增雙錐體熱源模型及相變過(guò)程分析 47
3.1.1峰值指數(shù)遞增 雙錐體熱源模型 47
3.1.2PII DC熱源模型參數(shù)的確定 49
3.1.3考慮PII DC熱源的溫度場(chǎng)有限元理論模型的構(gòu)建 50
3.1.4溫度場(chǎng)有限元集成實(shí)現(xiàn) 52
3.1.5激光焊接相變過(guò)程分析 54
3.2考慮固態(tài)相變與析出強(qiáng)化的熱 相變 彈塑性有限元模型 57
3.2.1焊接熱 彈塑性有限元理論模型 57
3.2.2固態(tài)相變對(duì)應(yīng)力場(chǎng)影響機(jī)理 61
3.2.3析出強(qiáng)化對(duì)屈服強(qiáng)度影響機(jī)理 64
3.2.4基于徑向返回算法的應(yīng)力快速更新方法 65
3.2.5材料Jacobian矩陣 68
3.2.6熱 相變 彈塑性有限元模型的實(shí)現(xiàn) 69
3.3熱相變彈塑性有限元模型驗(yàn)證與分析72
3.3.1熱源模型試驗(yàn)驗(yàn)證與分析 72
3.3.2固態(tài)相變模型試驗(yàn)驗(yàn)證與分析 75
3.3.3座力場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證與分析 79
3.3.4固態(tài)相變及析出強(qiáng)化對(duì)殘余應(yīng)力的影響 82
參考文獻(xiàn) 85
第4章 激光 電弧 磁場(chǎng)復(fù)合焊接組織形成機(jī)理 87
4.1激光 電弧 磁場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫鐵素體形成機(jī)理 87
4.1.1多能場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫中的鐵素體調(diào)控 87
4.1.2多能場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫鐵素體形成機(jī)理研究 89
4.2激光 電弧磁場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫晶粒取向形成機(jī)理 94
4.2.1多能場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫晶粒取向調(diào)控 94
4.2.2多能場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫晶粒取向形成機(jī)理 98
參考文獻(xiàn) 101
第5章 激光 電弧 磁場(chǎng)復(fù)合焊接接頭腐蝕疲勞性能調(diào)控機(jī)制 103
5.1激光 電弧 磁場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫腐蝕疲勞裂紋萌生行為及調(diào)控 103
5.1.1腐蝕疲勞裂紋萌生壽命測(cè)試 103
5.1.2腐蝕疲勞裂紋萌生行為 105
5.1.3腐蝕疲勞裂紋萌生壽命調(diào)控機(jī)制 107
5.2激光電弧磁場(chǎng)復(fù)合焊接焊縫腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展行為及調(diào)控 113
5.2.1腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試 113
5.2.2腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展行為 113
5.2.3腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展速率調(diào)控機(jī)制 118
參考文獻(xiàn) 124
第6章 厚板窄間隙多能場(chǎng)復(fù)合疊層焊接工藝 126
6.1窄間隙條件下電弧動(dòng)態(tài)行為 126
6.1.1焊接電流對(duì)電弧動(dòng)態(tài)行為的影響 126
6.1.2光絲間距對(duì)電弧動(dòng)態(tài)行為的影響 127
6.2窄間隙條件下熔滴過(guò)渡行為 127
6.2.1焊接電流對(duì)熔滴過(guò)渡的影響 127
6.2.2光絲間距對(duì)熔滴過(guò)渡的影響 129
6.340mm厚板窄間隙多能場(chǎng)復(fù)合焊接 130
6.3.1焊接工藝 130
6.3.2微觀(guān)組織 132
6.3.3力學(xué)性能 134
參考文獻(xiàn) 137