激光及其復(fù)合能場焊接機(jī)理與工藝

目 錄
第1章 緒論 1
1.1激光及其復(fù)合能場焊接技術(shù) 1
1.1.1激光焊接技術(shù)簡介 1
1.1.2激光 電弧復(fù)合焊接技術(shù)簡介 4
1.1.3磁場輔助焊接技術(shù)簡介 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 多能場復(fù)合焊接能量耦合協(xié)同作用機(jī)理 24
2.1多能場復(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)值計算流程 31
2.2電弧磁場復(fù)合焊接復(fù)合等離子體行為及其機(jī)理 32
2.2.1磁場對電孤橋接能力的調(diào)控作用 32
2.2.2磁場對電弧焊接熱效率的影響機(jī)理 33
2.2.3磁場對斜電極電弧等離子體運動的作用機(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激光電弧磁場多能場能量耦合作用機(jī)理 40
2.4.1磁場對復(fù)合等離子體行為的影響 40
2.4.2多能場復(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熱源的溫度場有限元理論模型的構(gòu)建 50
3.1.4溫度場有限元集成實現(xiàn) 52
3.1.5激光焊接相變過程分析 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)相變對應(yīng)力場影響機(jī)理 61
3.2.3析出強(qiáng)化對屈服強(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現(xiàn) 69
3.3熱相變彈塑性有限元模型驗證與分析72
3.3.1熱源模型試驗驗證與分析 72
3.3.2固態(tài)相變模型試驗驗證與分析 75
3.3.3座力場試驗驗證與分析 79
3.3.4固態(tài)相變及析出強(qiáng)化對殘余應(yīng)力的影響 82
參考文獻(xiàn) 85
第4章 激光 電弧 磁場復(fù)合焊接組織形成機(jī)理 87
4.1激光 電弧 磁場復(fù)合焊接焊縫鐵素體形成機(jī)理 87
4.1.1多能場復(fù)合焊接焊縫中的鐵素體調(diào)控 87
4.1.2多能場復(fù)合焊接焊縫鐵素體形成機(jī)理研究 89
4.2激光 電弧磁場復(fù)合焊接焊縫晶粒取向形成機(jī)理 94
4.2.1多能場復(fù)合焊接焊縫晶粒取向調(diào)控 94
4.2.2多能場復(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 厚板窄間隙多能場復(fù)合疊層焊接工藝 126
6.1窄間隙條件下電弧動態(tài)行為 126
6.1.1焊接電流對電弧動態(tài)行為的影響 126
6.1.2光絲間距對電弧動態(tài)行為的影響 127
6.2窄間隙條件下熔滴過渡行為 127
6.2.1焊接電流對熔滴過渡的影響 127
6.2.2光絲間距對熔滴過渡的影響 129
6.340mm厚板窄間隙多能場復(fù)合焊接 130
6.3.1焊接工藝 130
6.3.2微觀組織 132
6.3.3力學(xué)性能 134
參考文獻(xiàn) 137