脉冲gmaw焊接熔滴过渡主动控制模式的数值分析

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1、山东大学硕士学位论文脉冲GMAW焊接熔滴过渡主动控制模式的数值分析摘要在GMAW焊接的几种过渡形式中，射滴过渡被认为是最理想的熔滴过渡形式，但无论是对于连续电流的GMAW还是脉冲GMAW焊接，射滴过渡仅存在于一个较窄的临界电流区间，并受到多种焊接条件的影响。本文通过数值分析来研究稳定射滴过渡的工艺条件及其影响因素，为实现脉冲GMAW焊接熔滴过渡主动控制提供理论基础。本文基于熔滴过渡的受力分析，并考虑振荡速度对熔滴长大和脱离过程的影响，利用“质量一弹簧”理论建立了熔滴过渡的动态模型，在此基础上利用FORTRAN语言编写了熔滴

2、过渡动态过程的数值分析程序。利用模型对连续电流条件下熔滴的长大和脱离过程进行数值分析，计算了焊接电流、熔滴振荡速度、外部作用力等对熔滴过渡行为的影响，并分析了熔滴过渡方式随焊接电流的变化规律。对熔滴的临界尺寸和过渡尺寸进行计算和比较，并对熔滴的过渡尺寸和频率等进行了理论预测，预测结果和实验结果基本吻合。利用模型对脉冲GMAW焊接主动控制模式下的熔滴过渡进行了计算，分析了熔滴在长大过程中的振荡和脱离，并讨论了熔滴振荡频率的影响因素和振荡激发电流、过渡激发电流的大小及施加时刻对熔滴过渡的影响。根据脉冲电流作用下熔滴受力的数值分

3、析结果设计了相应的脉冲波形。计算结果表明，在脉冲GMAW焊接熔滴过渡主动控制模式下，通过激发熔滴振荡来促进熔滴过渡，可显著降低临界焊接电流的数值。关键阒l脉冲GMAW焊接，熔滴过渡，“质量一弹簧”理论，数值分析，熔滴振荡，主动控制模式NumericalAnalysisofDropletTransferinActiveControlMode0fthePulsedGN蜊AbstractSpraytransferisthemostexpectedmodeofdroplettransferinseveralkindsoftrans

4、fermodesinGMAW．However,theweldingcurrentrangewithinwhichthespraytransferOCCtIrSincontinuousGMAWorpulsedGMAWisverynarrowandaffectedbymanyweldingparameters．Inthisthesis，numericalanalysisisusedtostudytheprocessconditionsandinfluencingfactorsofthespraytransfer，whichCa

5、nprovidetheoreticalbasisforrealizingtheactivecontrolofdroplettransferinthepulsedGMAW．Basedontheanalysisofforcesexertedonthedropletandtheeffectofdropletoscillationvelocityonthedropletgrowthanddetachment，adynamicalmodelofdroplettransferisdevelopedbyusing“mass—spring

6、’’theory．FORTRANlanguageisusedtocompilethenumericalanalysisprogramofthedroplettransferdynamicalprocess．Themodelisusedtoanalyzetheprocessofdropletgrowthanddetachmentincontinuouscurrentandcalculatetheeffectofweldingcurrent，dropletoscillationvelocityandexternalforces

7、ondroplettransfermechanism．Droplettransfermodeisanalyzedinvariouslevelsofweldingcurrent．Thecriticaldropletsizeanddetachingdropletsizearecalculatedandcomparedwitheachother．Thedetachingdropletsizeandtransferfrequencypredictedbythemodelshowagreementwiththeexperimenta

8、ldata．ThemodelisalsousedtoanalyzedthedroplettransferinactivecontrolmodeofthepulsedGMAW．Thegrowthanddetachmentofdropletisanalyzed．Theinfluencingfactorsof