TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟

陈彬斌, 庞盛永, 周建新, 锁红波, 陈哲源, 巩水利

文章导航 > 焊接学报 > 2013 > (7): 33-37

陈彬斌, 庞盛永, 周建新, 锁红波, 陈哲源, 巩水利. TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟[J]. 焊接学报, 2013, (7): 33-37.

引用本文:

陈彬斌, 庞盛永, 周建新, 锁红波, 陈哲源, 巩水利. TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟[J]. 焊接学报, 2013, (7): 33-37.

CHEN Binbin, PANG Shengyong, ZHOU Jianxin, SUO Hongbo, CHEN Zheyuan, GONG Shuili. Numerical simulation of temperature field during scanning electron beam welding of TC4 titanium alloy[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2013, (7): 33-37.

Citation:

CHEN Binbin, PANG Shengyong, ZHOU Jianxin, SUO Hongbo, CHEN Zheyuan, GONG Shuili. Numerical simulation of temperature field during scanning electron beam welding of TC4 titanium alloy[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2013, (7): 33-37.

TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟

1.
华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室, 武汉 430074
2.
北京航空制造工程研究所高能束流加工技术国防科技重点实验室, 北京 100024

基金项目: 国家自然科学基金(51105153);高校博士学科点专项科研基金(20100142110079);中央高校基本科研业务费专项资金(2011QN082);湖北省自然科学基金创新群体项目(2010CDA067);华中科技大学人才引进基金(0124110034)

Numerical simulation of temperature field during scanning electron beam welding of TC4 titanium alloy

1.
State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2.
National Laboratory of Power Beam Processing Technologies, Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute, Beijing 100024, China

摘要: 建立了TC4钛合金扫描电子束焊接三维温度场的数学模型.采用电子束光斑半径较大的焊接工艺,开展了椭圆扫描/无扫描电子束焊接的试验和数值模拟研究.模拟结果与试验结果吻合良好.结果表明,电子束扫描可使高温熔池的深度减小、宽度增加、提前进入稳态,并且显著降低熔池最高温度和冷却速度.对加速电压为60 kV、电子束流为10 mA、焊接速度为0.9 m/min的电子束焊接工艺,频率为500 Hz的电子束椭圆扫描可使熔池最高温度降低近1 900 K、冷却速度每秒降低近100 K.
- 钛合金 /
- 电子束扫描 /
- 温度场 /
- 数值模拟 /
- 熔池
Abstract: A three dimension mathematical model was proposed to calculate the temperature field during scanning electron beam welding.Adopting reasonable welding technology to obtain the large spot radius of electron beam,the simulations and experiments on scanning/normal electron beam welding of TC4 titanium alloy were carried out.The simulated results agree well with that of experiments.The research shows that electron beam scanning can increase the weld pool width,decrease the weld pool depth,make the weld pool being steady state earlier,and obviously decrease the maximum temperature and the cooling rate of the weld pool.For the electron beam welding process (U=60 kV,I_b=100 mA,V=0.9 m/min) with a 500 Hz ellipsoid beam scanning,the maximum temperature of weld pool can decrease by 1900 K and the cooling rate decreases by 100 K/s.
- titanium alloy /
- electron beam scanning /
- temperature field /
- numerical simulation /
- weld pool

[1]	魏德强, 任旭隆, 王荣, 吕少鹏. 45钢电子束扫描表面W合金化组织和硬度 . 焊接学报, 2019, 40(2): 98-103. doi: 10.12073/j.hjxb.2019400050
[2]	张永和, 何俊, 翟大鹏, 张秉刚. TC4钛合金压力容器电子束焊接模拟分析 . 焊接学报, 2017, 38(5): 18-21,48. doi: 10.12073/j.hjxb.20170504
[3]	王佳杰, 矫勇, 于久灏, 王国星, 许建平. 电子束焊熔池温度场及小孔演变的数值模拟 . 焊接学报, 2017, 38(6): 87-90.
[4]	李美艳, 韩彬, 蔡春波, 王勇, 宋立新. 激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟 . 焊接学报, 2015, 36(5): 25-28,32.
[5]	周广涛, 郭广磊, 方洪渊. 激光诱导焊接温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2014, 35(7): 22-26.
[6]	杜岩峰, 白景彬, 田志杰, 李劲松, 张彦华. 2219铝合金搅拌摩擦焊温度场的三维实体耦合数值模拟 . 焊接学报, 2014, 35(8): 57-60,70.
[7]	占小红, 米高阳, 陶汪, 陈洁, 魏艳红, 陈彦宾. 薄板铝合金激光深熔焊熔池流动数值模拟 . 焊接学报, 2013, (10): 31-34.
[8]	伊鹏, 刘衍聪, 石永军, 姜浩. 铸铁表面激光熔凝行为及温度场数值模拟 . 焊接学报, 2011, (8): 81-84.
[9]	李永强, 赵贺, 赵熹华, 蒋文虎, 张伟华. 铝合金LB-RSW焊接中RSW温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2009, (4): 29-32.
[10]	罗怡, 刘金合, 叶宏, 闫忠琳, 申彬. AZ61镁合金真空电子束焊接温度场数值模拟 . 焊接学报, 2009, (3): 73-76.
[11]	张华军, 张广军, 蔡春波, 王俊恒, 吴林. 摆动焊接动态过程温度场数值模拟 . 焊接学报, 2008, (2): 69-72,76.
[12]	余淑荣, 熊进辉, 樊丁, 陈剑虹. 异厚度铝合金薄板激光拼焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2007, (5): 17-20.
[13]	王庆, 张彦华. 高温合金电子束焊接温度场数值模拟 . 焊接学报, 2007, (6): 97-100.
[14]	雷玉成, 郁雯霞, 李彩辉, 程晓农. 不预热情况下的紫铜TIG焊熔池温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2006, (5): 1-4.
[15]	黄瑞生, 刘黎明, 迟鸣声. 镁合金激光-TIG焊接温度场的红外测量与数值模拟 . 焊接学报, 2006, (10): 89-93.
[16]	王希靖, 韩晓辉, 郭瑞杰, 李晶. 搅拌摩擦焊接过程温度场数值模拟 . 焊接学报, 2005, (12): 17-20.
[17]	赵晖, 韩忠, 陈晓风. 电子束扫描对Ti-6Al-4V合金焊缝金属组织的影响 . 焊接学报, 2005, (1): 78-80.
[18]	李菊, 关桥, 史耀武, 郭德伦, 张崇显, 杜欲晓. 钛合金薄板带热沉的TIG焊温度场 . 焊接学报, 2003, (1): 69-72.
[19]	邹增大, 王新洪, 曲仕尧. 白口铸铁焊补温度场的数值模拟 . 焊接学报, 1999, (1): 24-29.
[20]	郑炜, 武传松, 吴林. 脉冲TIG焊接熔池流场与热场动态过程的数值模拟 . 焊接学报, 1997, (4): 227-231.

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 229
HTML全文浏览量: 4
PDF下载量: 115
被引次数: 0

TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟

1. 华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室, 武汉 430074

2. 北京航空制造工程研究所高能束流加工技术国防科技重点实验室, 北京 100024

基金项目: 国家自然科学基金(51105153);高校博士学科点专项科研基金(20100142110079);中央高校基本科研业务费专项资金(2011QN082);湖北省自然科学基金创新群体项目(2010CDA067);华中科技大学人才引进基金(0124110034)

收稿日期: 2012-05-20

关键词:

电子束扫描 /

摘要: 建立了TC4钛合金扫描电子束焊接三维温度场的数学模型.采用电子束光斑半径较大的焊接工艺,开展了椭圆扫描/无扫描电子束焊接的试验和数值模拟研究.模拟结果与试验结果吻合良好.结果表明,电子束扫描可使高温熔池的深度减小、宽度增加、提前进入稳态,并且显著降低熔池最高温度和冷却速度.对加速电压为60 kV、电子束流为10 mA、焊接速度为0.9 m/min的电子束焊接工艺,频率为500 Hz的电子束椭圆扫描可使熔池最高温度降低近1 900 K、冷却速度每秒降低近100 K.

English Abstract

陈彬斌, 庞盛永, 周建新, 锁红波, 陈哲源, 巩水利. TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟[J]. 焊接学报, 2013, (7): 33-37.

引用本文:

陈彬斌, 庞盛永, 周建新, 锁红波, 陈哲源, 巩水利. TC4钛合金扫描电子束焊接温度场数值模拟[J]. 焊接学报, 2013, (7): 33-37.

CHEN Binbin, PANG Shengyong, ZHOU Jianxin, SUO Hongbo, CHEN Zheyuan, GONG Shuili. Numerical simulation of temperature field during scanning electron beam welding of TC4 titanium alloy[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2013, (7): 33-37.

Citation:

CHEN Binbin, PANG Shengyong, ZHOU Jianxin, SUO Hongbo, CHEN Zheyuan, GONG Shuili. Numerical simulation of temperature field during scanning electron beam welding of TC4 titanium alloy[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2013, (7): 33-37.

全文HTML

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回