A106B,SA106B無縫鋼管,A106B無縫管,A106B無縫鋼管,A106B鋼管,-天津寶嶺鋼管貿易有限公司


電力電氣sa106b無縫鋼管熔池形貌及形成機理

電力電氣sa106b無縫鋼管熔池形貌及形成機理

  • 所屬:SA106B無縫鋼管
  • 時間:2019-07-02 17:27:17
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以鋁代替sa106b無縫鋼管不僅可以節省成本、減輕重量,電力電氣sa106b無縫鋼管熔池形貌及形成機理 sa106b無縫鋼管—鋁異種金屬激光焊熔池流體動力學模擬與焊縫組織特征研究 sa106b無縫鋼管、鋁在電子及電力電氣等方面應用廣泛。而且可以優化制造工藝。sa106b無縫鋼管和鋁的連接是實現這一目標的重要途徑。然而,sa106b無縫鋼管和鋁在熱物理性能方面存在較大差異,sa106b無縫鋼管-鋁熔化混合時易形成脆硬的金屬間化合物。激光焊接冷卻速度快,熱影響區小,適合于異種金屬的連接。盡管如此,sa106b無縫鋼管-鋁異種金屬搭接激光焊熔池溫度分布、流體流動、成分分布、熔池形貌及形成機理,不同焊接條件下的微觀組織特征及其對接頭剪切性能的影響尚待深入研究。本文采用計算流體動力學(CFDComputFluidDynam方法研究了熔池特征,模擬了sa106b無縫鋼管-鋁搭接激光焊熔池溫度場、流體流動、成分分布、熔池形貌和sa106b無縫鋼管-鋁過渡層形成機理。熔化和凝固采用Enthalpy-Poros模型,而不是采用顯式跟蹤固液界面前沿的方法,節省了計算時間。通過模擬兩種搭接結構(sa106b無縫鋼管上鋁下和鋁上sa106b無縫鋼管下)溫度場、熔池流動場和熔池形貌來研究這兩種搭接結構的熔池形貌、流體流動等熔池特征,分析其可焊性,并與試驗結果對比。采用SEMEDS研究焊縫微觀組織特征及成分分布,以及激光功率和焊接速度對焊縫微觀組織、晶粒尺寸的影響。拉伸剪切斷口SEMEDS分析sa106b無縫鋼管-鋁搭接接頭的斷裂部位和斷裂形式,研究微觀組織對焊接接頭剪切性能的影響。研究結果表明:sa106b無縫鋼管上鋁下搭接焊時,sa106b無縫鋼管和鋁熔合區液態金屬在流體流動和熱傳導的作用下,形成“山丘”狀sa106b無縫鋼管-鋁過渡層和“碗”狀熔合區,

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sa106b無縫鋼管和鋁上表面熔合區寬度分別大于它下表面熔合區寬度;鋁上sa106b無縫鋼管下搭接激光熱導焊時,鋁板熔池較寬,sa106b無縫鋼管板僅上表面發生少部分熔化,鋁管且在sa106b無縫鋼管-鋁界面處熔池液態金屬流速幾乎為零,sa106b無縫鋼管-鋁難以混合形成焊縫。sa106b無縫鋼管-鋁過渡層凝固溫度區間的平均冷卻速度隨激光功率的增加而降低,隨焊接速度的增加而升高。熔池液態金屬的流速和過渡層的寬度隨激光功率的增加而增大,隨焊接速度的增加而減小。sa106b無縫鋼管上鋁下搭接激光焊時,焊縫區由sa106b無縫鋼管側熔化區,鋁側熔化區和sa106b無縫鋼管-鋁過渡層組成。sa106b無縫鋼管側和鋁側熔化區無明顯的組織形貌特征,而sa106b無縫鋼管-鋁過渡層由組織形態和成分不同的區域組成,其中sa106b無縫鋼管-鋁過渡層是接頭力學性能的薄弱區。sa106b無縫鋼管-鋁激光焊過程加熱和冷卻速度快,熔池形成了較高的溫度梯度和成份梯度,導致sa106b無縫鋼管-鋁過渡層形成了組織形貌和成分不同的區域。sa106b無縫鋼管-鋁過渡層由平行排列的板條狀過共晶組織區、過共晶組織與共晶組織混合區(簡稱混合區)片層狀的共晶區以及枝晶狀的亞共晶區組成。焊接速度100mm/恒定,激光功率由1450W增加至1850W時,接頭剪切斷裂在枝晶狀亞共晶區,接頭最大剪切力隨一次枝晶間距的增大而降低,一次枝晶間距隨著激光功率的增加而增大。激光功率1650W不變,焊接速度由125mm/增加至155mm/時,接頭剪切斷裂在混合區,試件承受的最大剪切力隨混合區寬度的減小而增大,焊接速度增加時,混合區寬度變窄,同時組織形態由胞狀向板條狀轉變。


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