激光+GMAW復合焊工藝及數(shù)值模擬

第1章 激光+GMAW復合熱源焊理論基礎
1.1 激光+電弧復合熱源焊簡介
1.1.1 激光+電弧復合熱源焊原理
1.1.2 激光+電弧復合熱源焊種類
1.2 激光焊接理論基礎
1.2.1 材料對光吸收的一般規(guī)律
1.2.2 金屬對激光的吸收
1.2.3 光致等離子行為
1.2.4 小孔效應
1.3 激光焊設備及工藝特點
1.3.1 激光焊設備
1.3.2 激光焊接模式
1.3.3 激光深熔焊工藝特點
1.4 激光+GMAW復合熱源焊設備及工藝特點
1.4.1 激光+GMAW復合熱源焊設備
1.4.2 激光+GMAW復合熱源焊工藝特點
1.4.3 激光+GMAW復合熱源焊工藝模式
第2章 激光+GMAW復合熱源焊工藝基礎
2.1 激光+GMAW復合熱源焊工藝參數(shù)
2.2 工藝參數(shù)對焊縫成形的影響
2.2.1 激光功率
2.2.2 光絲間距
2.2.3 離焦量
2.2.4 焊接電流（送絲速度）
2.2.5 電弧電壓
2.2.6 電源類型
2.2.7 焊接速度
2.2.8 激光與電弧的相對位置
2.2.9 激光束軸線與電弧焊槍角度
2.2.1 0保護氣體
2.2.1 1坡口尺寸與形式
2.3 激光與電弧之間的相互作用
2.3.1 激光對電弧的吸引和壓縮
2.3.2 電弧對激光的吸收和散焦
2.4 激光+GMAW復合熱源焊熔滴過渡
2.5 激光+GMAW復合熱源焊小孔形態(tài)
2.6 激光+GMAW復合熱源焊熔池內(nèi)流體流動
2.7 激光+GMAw復合熱源焊的應用
2.7.1 應用趨勢
2.7.2 應用示例
第3章 焊接數(shù)值模擬技術
3.1 概述
3.2 數(shù)值模擬方法
3.2.1 有限元法
3.2.2 有限差分法
3.2.3 邊界元法
3.2.4 數(shù)值解的誤差控制和收斂性
3.3 焊接熱過程的數(shù)值模擬
3.3.1 焊接熱傳導
3.3.2 焊接熔池中傳熱和流體流動
3.3.3 自由表面追蹤技術
3.3.4 計算方法
3.3.5 GMAw焊熱過程計算關鍵問題
3.4 熔滴過渡的數(shù)值模擬
3.4.1 靜力平衡理論（SFBT）
3.4.2 電磁收縮不穩(wěn)定理論（PIT）
3.4.3 “質(zhì)量一彈簧”理論
3.4.4 流體動力學理論
3.5 GMAW焊電弧的數(shù)值模擬
3.5.1 假設條件與控制方程
3.5.2 計算過程中的關鍵問題
3.5.3 邊界條件
3.5.4 計算方法
3.6 焊接應力與變形的數(shù)值模擬
3.6.1 熱彈塑性有限元法
3.6.2 固有應變有限元方法
3.6.3 考慮蠕變的黏彈塑性變形有限元法
3.7 商用軟件簡介
3.7.1 ABAQUS
3.7.2 ANSYS
3.7.3 MSC.MARC
3.7.4 SYSWELD
3.7.5 PHOENICS
3.7.6 FLUENT
3.7.7 FLOW一3D
第4章 激光+GMAW復合焊熱源模型
4.1 概述
4.2 激光深熔焊熱源模型
4.2.1 熱源模型的分類
4.2.2 移動點一線熱源
4.2.3 體積熱源模型
4.2.4 小孔模型
4.3 小孔模型介紹
4.3.1 小孔形狀計算模型
4.3.2 小孔形狀計算模型與體積熱源模型的結(jié)合
4.3.3 小孔動態(tài)行為綜合數(shù)學模型
4.4 GMAW焊電弧熱流分布模型
4.4.1 常用模型
4.4.2 基于熔池表面變形的電弧熱流分布模型
4.5 熔滴熱源模型
4.5.1 熔滴熱焓量
4.5.2 熔滴熱源模型
4.6 激光+GMAW復合焊熱源模型
4.6.1 復合焊熱源模型簡介
4.6.2 關鍵問題的處理
4.6.3 組合式體積熱源模型
4.6.4 組合式小孔熱源模型
第5章 激光+GMAW復合焊溫度場的數(shù)值分析
5.1 概述
5.2 激光+GMAW-P復合焊準穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)值分析
5.2.1 控制方程及邊界條件
5.2.2 復合焊熱源模型
5.2.3 熔池自由表面變形與焊縫余高
5.2.4 計算過程
5.2.5 試驗條件
5.2.6 焊縫形狀尺寸的模型驗證及分析
5.2.7 電弧功率對復合焊溫度場的影響
5.2.8 電弧功率對復合焊熱循環(huán)特征的影響
5.2.9 光絲間距對復合焊溫度場的影響
5.3 T型接頭鋁合金復合焊溫度場有限元分析
5.3.1 瞬態(tài)熱傳導方程及邊界條件
5.3.2 T型接頭復合焊熱源模型
5.3.3 試驗條件
5.3.4 網(wǎng)格劃分及余高處理
5.3.5 焊縫形狀尺寸的模型驗證及分析
5.3.6 T型接頭鋁合金復合焊溫度場特征
5.3.7 T型接頭鋁合金復合焊熱循環(huán)特征
5.3.8 不同工藝參數(shù)對熱循環(huán)峰值溫度的影響
第6章 激光+GMAW復合焊電弧與熔池流場的數(shù)值分析
6.1 概述
6.2 復合焊等離子體數(shù)值分析
6.2.1 數(shù)學模型
6.2.2 復合焊等離子體對激光能量的吸收
6.2.3 CO2激光+TIG復合焊等離子體溫度場
6.2.4 Nd：YAG激光+TiG復合焊等離子體數(shù)值分析
6.2.5 模型特點
6.3 復合焊熔滴過渡數(shù)值分析
6.3.1 數(shù)學模型
6.3.2 計算過程與熔滴過渡形態(tài)表征
6.3.3 激光功率與焊接電流對熔滴過渡的影響
6.3.4 保護氣體流量對熔滴過渡的影響
6.3.5 模型適用性
6.4 熔池流場數(shù)值分析
6.4.1 數(shù)值分析模型
6.4.2 計算步驟
6.4.3 熔池內(nèi)流體流動
6.4.4 合金元素在熔池中的分布
6.4.5 激光對焊接駝峰的抑制
6.4.6 模型適應性
第7章 激光+GMAW復合焊應力場的有限元分析
7.1 概述
7.2 應力場數(shù)值計算模型
7.2.1 熱彈塑性有限元法
7.2.2 計算過程
7.3 復合焊與GMAW焊殘余應力場比較
7.3.1 試驗條件
7.3.2 有限元模型
7.3.3 殘余應力與變形分析
7.4 復合焊與埋弧焊殘余應力比較
7.4.1 試驗條件與熱源模型
7.4.2 應力分析
7.5 開坡口對接復合焊應力場
7.5.1 試驗條件
7.5.2 有限元模型
7.5.3 殘余應力分析
7.6 T型接頭鋁合金復合焊殘余應力與變形
7.6.1 試驗條件及有限元模型
7.6.2 殘余應力與變形的數(shù)值計算
7.7 角接頭鋁合金復合焊殘余變形
7.7.1 試驗條件及有限元模型
7.7.2 不同約束條件下的殘余變形
7.8 異種金屬激光+TIG復合焊殘余應力
7.8.1 試驗條件及有限元模型
7.8.2 異種金屬復合焊應力與變形
參考文獻