超声辐射力调控下的铝合金MIG焊熔滴行为及冶金问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51275134
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

During MIG welding process, droplet size, transition frequency, direction and stability are crucial factors for the weld quality. How to get stable and controllable metal transfer is very important for the welding research. This project proposes a new idea of ultrasonic and MIG hybrid welding method, viz. ultrasonically assisted MIG welding. A resonant ultrasonic field is established in the arc space between the wire and weldment. The ultrasonic radiation force generated by the acoustic field will be applied on the droplet directly. This force is a space vector, i.e. its value and direction vary with the ultrasonic parameters. So modulation of the ultrasonic parameters will break the force equilibrium of the droplet and meliorate the metal transfer. This project focuses on short-circuiting transfer and globular transfer study during the MIG welding process of 2519 and 7A52 aluminum alloys. This project will digest the internal relation among the thermodynamics, electrics and mechanics during the metal transfer in the ultrasonic field. Experimental and simulating methods will be applied synthetically to study the arc behavior and the regularity of the metal transfer. The relationship between the ultrasonic, arc and droplet will be found out and the mechanism of the shift of the arc character and metal transfer will be discussed. Finally the mechanism that the ultrasonic is transferred to the molten pool will be summarized and the influence of the ultrasonic and arc hybrid heat source on the welding pore and alloy element melting loss of the weld joint will be studied.
MIG焊接过程中,熔滴的大小、过渡频率、指向性、稳定性等直接影响焊接质量,实现熔滴平稳、可控地过渡是焊接研究的一个难题和目标。本项目提出超声-MIG复合焊接构想,在电弧空间建立谐振超声场,产生直接作用于熔滴的超声辐射力,通过调整声辐射力的大小和方向,改变熔滴受力状态,控制熔滴体积和过渡频率,提高过渡指向性和稳定性。课题以2519、7A52铝合金MIG焊短路过渡和滴状过渡为研究对象,研究目标在于揭示超声辐射力作用下电弧-熔滴热、电、力等方面的科学问题,采用实验、理论计算和模拟相结合的方法,考察超声对MIG焊接过程中电弧行为及熔滴过渡的影响规律,揭示超声波-电弧-熔滴之间相互作用关系的机制,阐明电弧特性变化和熔滴过渡改变的物理本质,探索超声通过电弧等离子体及熔滴传导进入熔池的物理机制,以及超声复合焊接对焊接接头合金元素烧损和焊接气孔等的作用。

结项摘要

超声-MIG复合焊接通过在电弧空间建立谐振超声场,产生直接作用于熔滴的超声辐射力,调整声辐射力的大小和方向可以改变熔滴受力状态,控制熔滴体积和过渡频率,进而提高过渡指向性和稳定性。本项目主要针对超声-MIG焊接超声与电弧等离子体之间相互作用机制、超声对熔滴作用特性、超声对合金元素烧损等问题开展研究,这些都是属于制约该方法进一步发展的关键基础问题。本研究不但有助于揭示超声、电弧等离子体以及相互交叉领域内的物理问题,也对该焊接方法实现更好的应用有重要意义。根据声场特性与声发射端几何参数的关系,分析了超声辅助电弧声发射端的几何参数对声辐射力的影响。在第一谐振模式下,小的中心通孔,大的声发射端面以及合适的曲率可以显著提高声辐射能力。针对超声辅助电弧,研究了超声与电弧之间作用特性,在小电流焊接试验中首次观察到一种上下抖动的脉动电弧,电弧压缩最明显,挺直度最强。电弧形态随超声激励电流和发射端高度变化而变化。借助高速摄像机对熔滴过渡数据进行采集,分析了超声对熔滴的作用特性。由不同焊接电流时熔滴受力结果可判定熔滴过渡过程中受到一个超声附加力作用,而针对单个熔滴变加速运动分析结果显示出该附加力符合超声辐射力的特点。除平焊位置外,超声-MIG焊接也被应用于其它位置焊接,对比同位置普通MIG焊接,电弧稳定性增强,其中在立向上焊接过程中,熔滴颗粒更加均匀,过渡的轨迹更加平稳。. 为了克服大规范焊接温度的不利影响,初步提出了将脉冲超声引入电弧焊接过程的新思路。通过7A52铝合金焊接试验,研究了连续超声与脉冲超声辅助MIG焊接过程中电弧与熔滴过渡,以及接头组织与性能等多方面的差异性。由试验结果可以看出,施加脉冲超声,电弧压缩程度进一步增强,熔滴过渡频率更大,焊缝区面积增加,晶粒细化更明显,焊缝Zn元素烧损明显减弱。对比超声-MIG焊接接头,脉冲超声-MIG焊接接头最大拉伸强度和延伸率分别增加9.1%和18.2%,而接头硬度测试中,焊缝硬度达到了母材硬度的80%,焊缝区软化现象改善明显。该研究对于将来声调控熔滴过渡过程的研究进一步奠定了理论与试验基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Arc Characteristics of Ultrasonic Wave-Assisted GMAW
超声波辅助气体保护焊的电弧特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Welding Journal
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Fan, C. L.;Yang, C. L.;Lin, S. B.;Fan, Y. Y.
  • 通讯作者:
    Fan, Y. Y.
超声-MIG焊接铝合金熔滴过渡行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚庆泰;杨春利;林三宝;寇毅
  • 通讯作者:
    寇毅
铝合金超声-MIG焊接电弧行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范成磊;谢伟峰;杨春利;寇毅
  • 通讯作者:
    寇毅
Effect of acoustic field parameters on arc acoustic binding during ultrasonic wave-assisted arc welding
超声波辅助电弧焊声场参数对电弧声结合的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ultsonch.2015.11.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Ultrasonics Sonochemistry
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Xie Weifeng;Fan Chenglei;Yang Chunli;Lin Sanbao
  • 通讯作者:
    Lin Sanbao
超声辅助MIG焊接中超声作用特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范成磊;杨春利;林三宝;陶波
  • 通讯作者:
    陶波

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

GMAW短路过渡过程的二次引弧现象
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈超;范成磊;林三宝;杨春利
  • 通讯作者:
    杨春利
超声在电弧焊接中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    精密成形工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范成磊;陈琪昊;林三宝;杨春利
  • 通讯作者:
    杨春利
超声模式对GMAW短路过渡行为与焊缝成形的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈超;范成磊;林三宝;杨春利
  • 通讯作者:
    杨春利
超声-脉冲TIG焊中超声振动的作用特点
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    焊接
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林三宝;张勤练;范成磊;杨春利
  • 通讯作者:
    杨春利
双丝窄间隙GMA立焊工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    焊接
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐望辉;范成磊;张威;杨春利
  • 通讯作者:
    杨春利

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

范成磊的其他基金

聚焦式脉冲超声调控GMAW熔滴过渡及机理研究
  • 批准号:
    51675130
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码