学文网1项目简介
CMT焊接创新地将送丝运动与熔滴过渡结合，实现了低热输入、无飞溅的熔滴过渡，焊接过程是高频率的“热—冷”交替过程。研究针对CMT焊接这种独特的熔滴过渡过程，通过流体动力学方法对CMT熔滴过渡动态过程进行模拟，定量分析焊接工艺参数对熔滴过渡动态过程的影响规律；建立CMT焊接熔池温度场和流场的三维非稳态模型，定量分析浮力、电磁力、表面张力、熔滴冲击力，以及相变潜热及其综合作用对焊接温度场、速度场和熔池形态的影响；分析CMT各焊接工艺参数对熔池流体动力学行为的影响规律，建立焊接工艺参数与焊缝形貌、过程热参数之间关系的数学模型。基于上述研究，针对CMT熔深浅的缺点，研究增大熔深的方法并开展熔滴过渡与熔池流体动力学行为的理论研究。此研究旨在掌握CMT熔滴主动过渡的规律与机理，为实现主动熔滴过渡的焊接智能控制提供理论基础和基础数据，具有重要的学术价值和实际意义。
2研究成果
（1） 完成了焊接多信息测试系统平台的搭建，进行了CMT焊接试验，同步测试了熔滴过渡动态过程与焊接电参数。
（2）建立了CMT熔滴过渡动态过程的数学模型。结合CMT焊接“引弧—短路—回抽—过渡”的实际特点，在考虑熔滴的表面张力、重力、电磁收缩力、等离子流力及焊丝回抽附加机械力的基础上利用VOF方法建立了熔滴过渡过程的数值分析模型。
（3）分析了焊接工艺参数对熔滴过渡动态过程的影响规律。
CMT熔滴过渡是通过焊丝机械回抽方式来帮助熔滴脱落，工艺过程可以被精确控制，因而其短路过渡周期恒定，不再受随机变量的影响，一个熔滴过渡大概需要14.31 ms，过渡频率大概为70 Hz。
（4）建立了CMT焊接过程温度场的三维非稳态有限元分析模型，计算结果和测试结果的二者吻合良好，验证了所建模型的合理性。
（5）根据CMT焊接特点，利用NavierStokes方程和连续性方程，建立了计算CMT流场的计算模型，在模型中充分考虑了焊接熔池中液态金属所受的电弧力、表面张力、重力、热流量等的共同作用。
（6）分析了CMT各焊接工艺参数对熔池流体动力学行为的影响规律。焊接过程中焊丝的周期性回抽作用对熔池流场产生较大的影响，在熔池中形成周期性的震荡作用，改善了焊接质量。
（7）建立了焊缝形貌数据（熔宽、熔深和余高）的BP神经网络预测模型，能方便地预测出焊缝形貌数据。
3研究成果
已：胡庆贤，王顺尧，王艳辉. Process disturbances monitoring and recognition of shortcircuiting GMAW by fuzzy cmeans system[J]. China Welding， 2011，20（4）： 28-33.
收稿日期：2012-12-20
胡庆贤简介： 1976年出生，博士，副教授；主要从事焊接数值模拟与仿真方面的科研和教学工作；在研项目6项，已30余篇；。
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