机械工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

熔焊热过程与熔池行为数值模拟的研究进展

作者：武传松; 孟祥萌; 陈姬; 秦国梁 刊期：2018年第02期

熔焊是目前机械制造业中应用最为广泛的材料连接技术。熔焊过程中的传热与熔池流动行为对于焊缝成形、接头微观组织与服役性能等起着决定性作用。准确地分析和计算熔焊热过程与熔池形态,对于焊接冶金分析、应力变形分析、过程控制及工艺优化等都具有十分重要的意义,也是使焊接工艺从'定性'走向'定量'分析、从'经验'走向'科学'的重要途径。对焊接...

基于金刚石铣削伺服的微纳机械制造系统研究

作者：朱志伟 刊期：2018年第02期

焊接电弧监测技术研究现状及展望

作者：蒋凡; 李元锋; 陈树君 刊期：2018年第02期

对焊接过程中的电弧信息进行实时监测和采集分析,是保证弧焊质量、提升弧焊技术水平的重要途径。随着测量技术和测量方法的不断发展,对焊接电弧复杂信息进行分类提取的手段也逐步发展。文中从电弧热源的物理特性出发,综述今年来国内外开展的电弧焊接过程监视测量的研究现状,主要包括以探针法和纹影法为代表的主动信息采集技术和以电弧电信号、声...

钨极氩弧焊熔池动态行为和焊工调控特征信息检测与分析

作者：樊丁; 顿小春; 张刚; 石玗 刊期：2018年第02期

深入理解熟练焊工经验和操作技能对实现复杂环境下的机器人智能化及高精度焊接具有重要理论意义和工程应用价值。然而,如何检测传感焊工与熔池交互过程中熔池动态变化特征信息是一个难题。针对该问题基于激光视觉传感原理建立动态熔池和焊工实时调控特征信息同步采集试验系统,研究熔透连续变化时焊工对熔池形态及流态的调控行为,并获得了相应的...

激光熔丝增材制造丝材过渡状态的电磁振动监测方法

作者：黄安国; 刘博; 郑增超; 郭嘉琪; 陈一元; 庞盛永 刊期：2018年第02期

提出一种在线监测激光熔丝增材制造中微细丝材(1~2 mm)过渡状态的电磁振动监测方法,建立监测系统的数学模型并研制原型装置。通过设计试验,采用磁性以及非磁性微细丝材对监测系统的振动发生、信号采集等功能进行测试与验证,发现可获得强度显著大于环境噪声的稳定振动信号,证实了监测方法的可行性。基于该装置,开展了激光熔丝增材制造工艺中丝材...

基于非对称热源的异种钢深熔TIG焊接数值模拟

作者：黄逸飞; 罗震; 敖三三; 樊文飞 刊期：2018年第02期

针对深熔钨极氩弧焊接方法,研究其在8 mm厚316L不锈钢与Q345低合金钢连接上的应用,并采用ANSYS有限元软件模拟焊接过程,对焊接过程的稳定性进行评估。结果表明,一定焊接参数下,深熔TIG焊接8 mm厚度异种钢能达到单面焊双面成形,得到成形良好的焊缝。同时基于异种钢焊接试验结果提出一种非对称的热源模式,由上部分双椭球热源与下部分圆柱热源组合...

磁场作用下铝/钢CMT焊接温度场及熔池流动行为

作者：刘一搏; 张鸿名; 孙清洁; 李军兆; 冯吉才 刊期：2018年第02期

为探究纵向磁场在铝/钢冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)焊接过程中的作用机理,采用ANSYS软件对纵向磁场作用下电弧形态、温度分布和熔池流动行为进行数值模拟,重点研究不同线圈励磁电流对焊接温度场和熔池流动行为的影响。结果表明,外加磁场可以改变电弧等离子体的运动行为,进而影响了焊接电弧在基板表面和熔池内部的热量传导行为。施加磁...

基于加工轨迹均匀包络原理的高精度圆柱滚子高一致性加工方法研究

作者：姚蔚峰 刊期：2018年第02期

低电流TIG电弧辅助MIG高速焊咬边缺陷抑制机理及措施的研究

作者：陈姬; 魏建华; 周倩; 武传松 刊期：2018年第02期

基于温度场、流场、熔滴过渡以及电弧形态检测,开展低电流钨极氩弧焊(Tungsten inert gas welding,TIG)辅助熔化极惰性气体保护(Metal inert gas welding,MIG)高速焊工艺试验。从传热、传质以及受力等角度分析低电流TIG辅助电弧对高速MIG咬边缺陷的抑制机理,并分析各工艺参数对最终焊缝成形的影响。相比常规MIG高速焊,低电流TIG辅助电弧能有效降...

焊接熔池凝固过程联生结晶晶体学取向对线性不稳定动力学的影响

作者：郑文健; 贺艳明; 杨建国; 董志波 刊期：2018年第02期

为了研究焊接熔池凝固过程中联生结晶的晶体学取向对线性不稳定动力学的影响规律,采用定量相场模型,耦合熔合线附近枝晶生长的瞬态条件,对不同晶体学取向的联生结晶生长过程进行数值模拟,同时采用考虑界面能各向异性的线性不稳定动力学解析模型对该系列联生结晶过程的界面演化进行预测。线性生长失稳波长的相场模拟结果和解析计算结果与试验结果...

旁路耦合微束等离子弧堆垛与熔池动态行为数值模拟

作者：黄健康; 杨茂鸿; 余淑荣; 石玗; 樊丁 刊期：2018年第02期

针对旁路耦合微束等离子弧增材制造堆垛过程中熔滴与熔池的动态行为,在考虑自由表面的情况下,建立一个熔滴与熔池耦合作用的传热与传质模型,分析表面张力和熔滴冲击动量共同作用下的熔池瞬态形状和复杂的流体流动行为,并通过试验验证了模型的正确性。研究发现:当熔滴携带热量冲击熔池时,熔池温度升高,熔池中的最大速度可增大到2.06 m/s;随着进入...

中厚板铝合金光纤激光+MIG复合热源焊残余应力的数值分析

作者：胥国祥; 郭庆虎; 胡庆贤; 朱杰; 刘朋; 潘海潮 刊期：2018年第02期

基于热弹塑性理论性,建立铝合金激光+熔化极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)复合热源焊残余应力的三维数值分析模型。激光和电弧热输入分别采用双椭球体热源模型和热流密度峰值指数递增的锥体热源模型描述。利用所建模型,通过ANSYS有限元软件对12 mm厚铝合金复合焊对接接头残余应力进行模拟计算,研究其分布特征,并与MIG焊的计算结果进行比...

纵向稳态磁场对电弧增材成形零件表面质量和性能影响的研究

作者：周祥曼; 田启华; 杜义贤; 张海鸥; 王桂兰; 梅飞翔 刊期：2018年第02期

外加磁场作用是影响电弧增材成形过程与成形零件性能的有效方式之一。为了研究外加纵向稳态磁场对低碳钢电弧增材成形零件表面质量和力学性能的影响,搭建基于GMAW的纵向稳态磁场辅助电弧增材成形装置,采用形貌分析、金相观测、性能测试的方法对比分析有/无外加磁场作用下成形试样表面质量、微观组织及力学性能差异。结果表明:相比普通熔积,外加...

脉冲TIG焊接工艺参数对高温镍基合金焊缝组织的调控研究

作者：张晓鸿; 马朋召; 张康; 陈静青; 陈辉 刊期：2018年第02期

镍基合金因其热导率小,焊接过程中接头在高温停留时间长,导致焊缝晶粒具有粗大倾向。为合理调控焊缝晶粒,本文利用脉冲钨极惰性气体保护焊（Pulse tungsten inert gas,PTIG）参数可调程度高、热输入相对较小的优点,采用优化之后的焊接参数对镍基合金Inocnel690平板进行堆焊试验。焊后采用光学显微镜和扫描电镜对焊缝的微观组织和析出相进行表征...

基于逆向工程的焊接过程有限元模拟

作者：赵文勇; 刘湘波; 吴海江; 魏艳红; 张韬; 李卓 刊期：2018年第02期

传统的针对复杂构件的焊接过程有限元模拟均是基于理论的、理想的简化几何模型,其问题是模型建立的过程较为漫长,精度不足;而焊接构件在焊接前往往经过前道机加工序诸如锻造的处理,使得构件实际尺寸与原始设计尺寸不符,从而造成实际构件尺寸形状与理论几何模型存在差异。快速制造系统中用于非规则复杂曲面实体建模的逆向工程技术近年来得以快速...