张敏
,
汪强
,
徐蔼彦
,
邢奎
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150117
利用元胞自动机和有限差分（ CA－FD）法，采用宏－微观两种尺度，将宏观温度场与微观枝晶生长过程耦合在一起，再现了Fe－0．06％C二元合金焊接熔池的凝固过程．同时，探讨了边界散热速率对焊接熔池中枝晶生长形貌及晶粒尺寸的影响；分析了形核基底数与枝晶生长间的关系；并用实验对模拟结果进行了验证．结果表明，在熔池凝固过程中，温度梯度沿散热边界向绝热边界方向不断减小，等温线弧度不断增大；熔池散热边界附近的液相中溶质浓度远远高于绝热边附近和模拟区域中心的液相溶质浓度；模拟区域内的温度梯度随着边界散热速率的增大而升高．此外，随着形核基底的增加，柱状晶数量基本不变；而等轴晶数量不断增多，分布范围逐渐扩大，但尺寸有所减小．模拟结果反映了焊接熔池的凝固过程，并与实验结果吻合，为实际焊接工艺的选取提供了一定的参考．
关键词:
焊接冶金
,
数值模拟
,
焊接熔池
,
宏-微观模型
,
微观组织
,
枝晶生长
童莉葛
,
黎磊
,
谷京晨
,
白芳
,
尹少武
,
王立
工程热物理学报
焊接熔池形态对焊接过程和焊接质量有着重要影响,熔池的形状不仅决定了焊缝的形状,而且对焊缝的组织、力学性能和焊接质量均有重要影响.本文使用ANSYS有限元软件,采用“生死单元”技术,对X80管线钢复合型坡口多层焊的焊接过程进行二维模拟,研究各填充焊层受后一焊层热影响后,其高温停留时间和熔深随焊接热输入的影响规律.结果表明,焊层的峰值温度随着热输入的增加而增大,填充焊层焊接热输入从13.25 kJ/cm增加到14.57 kJ/cm,高温停留时间的百分比增量是热输入从12.04 kJ/cm增加到13.25 kJ/cm的一半;而各焊层熔深的增加值不变,均为0.45 mm.
关键词:
多层焊
,
焊接熔池
,
固液相变
,
熔深
张敏
,
徐蔼彦
,
汪强
,
李露露
材料研究学报
基于元胞自动机法扩展了现有的焊接熔池凝固过程形核、生长及溶质扩散模拟模型,模拟了Fe-0.05％C二元合金焊接过程中枝晶的生长形态和结晶过程中溶质的分布及扩散过程.同时,以Fe-C二元相图为基点,根据溶质浓度不同相组织不同原理模拟计算了焊接熔池凝固后相组织的分布,建立了α+P和P+Fe3CⅡ两种组织比例值与溶质浓度、冷却速度和形核基底数等参数的数学模型.结果表明:模拟得到的低碳钢焊缝组织分布与试验结果相符;基于溶质浓度变化的相组织控制模型能预测实际低碳钢的焊后焊缝组织.溶质浓度、冷却速度和形核基底数对α+P和P+Fe3CⅡ两种组织比例的影响都较为明显,影响效果相对独立;回归分析得到的组织控制方程高度显著,为焊缝的组织控制提供了一定的数据支持.
关键词:
金属材料
,
焊接熔池
,
元胞自动机
,
溶质浓度
,
相组织
陶汪
,
陈彦宾
,
李俐群
,
吴林
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.09.019
设计了低碳钢激光点焊工艺,显示了小尺寸液态熔池均匀回缩的凝同过程,以此作为平台,进行了焊接熔池表面温度与凝固速率测量方法的研究.采用红外测温仪从熔池表面直接获取熔池凝固过程温度曲线;利用金属固相与液相表面发射率的差异从熔池凝固温度曲线中提取能准确反映液-固转变的特征信息,以此推算了熔池表面的凝固速率;并通过进一步的工艺实验,验证了凝固速率与焊点背面直径之间的良好对应关系.该方法亦适用于其它热加工过程金属凝固速率的测量与分析.
关键词:
表面温度
,
凝固速率
,
红外测温仪
,
发射率
,
焊接熔池
,
低碳钢
赵玉珍
,
史耀武
材料导报
介绍了焊接熔池组织模拟的GBE模型.此模型是通过计算相邻晶粒间晶界的位置变化来模拟晶粒的生长,为焊接熔池组织的模拟提供了新思路.重点介绍了模型假设和模型的实现,并对此模型进行了评述,提出了模型的发展方向.
关键词:
GBE模型
,
焊接熔池
,
组织模拟
