缆式焊丝气保焊多弧旋转耦合机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51275224
  • 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

GMAW with cable-type wire is an innovative arc welding process using twisted multi-wire as the consumable electrode. Being provided prominent advantages of high efficiency, high-quality and low power consumption, it has broad application prospects. After preliminary researches on the new arc welding process, many unique welding physical phenomena have been found, such as unique multi-arc rotating and coupling phenomena, stable droplet transfer method with small drops or transfer along the slag wall, existence of stable quasi-arc phenomena and stable vortex fluid flow patterns of molten metal in the pool. Based on the experimental analysis and numerical simulation methods, the rules involving division of welding current in each component of cable-type wire (rule of arc composition) ,multi-arc generation and the process of their merging into a big arc after their rotating and coupling, droplet transfer, (1,rule of arc behavior), heat and force production(2,rule of arc behavior) and fluid flow(3, rule of arc behavior) are studied according to the features of the welding process of new type, comprehenively revealing the mechanism of multi-arc rotating and coupling , thus providing the theory and application basis for the new arc welding process. The causes that lead to the high efficiency, quality and low power consumption of the new welding process is exposed, paving the way to promote the new arc welding process and equipment development.
缆式焊丝气保焊是以多根焊丝绞合的缆状式焊丝为熔化极的一种创新性弧焊新工艺,具有高效、优质和低耗等突出优点,应用前景广阔。申请者对其进行了初步研究,发现许多独特的焊接物理现象,如独特的多弧旋转耦合现象、稳定的细颗粒熔滴自由过渡或沿渣壁过渡形式、存在稳定的潜弧现象和熔池液态金属涡流型流动模式等。本研究采用实验与数值模拟相结合的方法,依据缆式焊丝气保焊工艺特点,通过对缆式焊丝气保焊过程中,焊接电流在缆式焊丝中各分丝的传导分配规律,多弧产生、旋转耦合进而合成为统一大弧(电弧组成规律)、电弧的产热产力规律(电弧行为规律1)、熔滴过渡规律(电弧行为规律2)和熔池流动规律(电弧行为规律3)等研究,揭示缆式焊丝气保焊多弧旋转耦合机理,从而为缆式焊丝气保焊工艺提供理论基础和应用工艺理论;揭示缆式焊丝气保焊高效、优质和低耗的产生原因,为缆式焊丝气保焊工艺的推广应用和焊接设备研制奠定理论基础。

结项摘要

缆式焊丝气保焊是一种以七根分焊丝绞合而成的缆状式焊丝为熔化极的新型电弧焊工艺,有着高效节能优质的优点。.(1)研究了缆式焊丝结构和捻制关键技术。制丝过程中通过张力调节装置、预变形装置、压线模装置以及去应力装置可以解决绞合过程中可能存在的张力不均匀、焊丝松散、焊丝直径大小不一以及残余应力等问题,保证了焊接过程的稳定性。.(2)建立了缆式焊丝产热数学模型,推导出缆式焊丝电阻与焊丝层数之间的关系,研究了缆式焊丝电流分配规律和多极区耦合机理。流过缆式焊丝中心丝的电流小于外围焊丝电流,随着焊丝层数的增加,流过中心焊丝的电流占流过缆式焊丝的电流比减小;阳极区是由三类多极区耦合而成,每类多极区的数量随着焊丝层数增加而增多。.(3)开展了缆式焊丝气保焊与传统埋弧焊对比工艺试验。相同焊接条件下,缆式焊丝气保焊与传统埋弧焊相比,熔敷速度提高35%左右,节约电能28%左右,缆式焊丝气保焊焊缝成形美观,焊接过程中焊接电弧旋转,对熔池产生强烈搅拌作用,使得缆式焊丝气保焊接头热影响区晶粒较细。.(4)研究了缆式焊丝气保焊熔滴过渡规律。随着焊接参数增大,缆式焊丝气保焊焊接电弧由钟罩状逐渐过渡到束状形态;7根分焊丝同时熔化汇聚形成一个熔滴并逐渐长大,依次呈排斥过渡、颗粒过渡和射滴过渡行为;熔滴过渡频率从18.17Hz增加到119.05Hz,熔滴直径由焊丝直径的1.5倍减小到0.3倍。.(5)建立了缆式焊丝气体保护焊对接焊的温度场和应力场有限元分析模型。计算出的焊缝横断面形状与实际结果吻合良好;相同焊接条件下,缆式焊丝气保焊与传统埋弧焊相比,缆式焊丝气体保护焊焊件上表面热影响区较埋弧焊窄,近缝区冷却速度较快,热循环峰值温度较低;焊件下表面高温区分布区域较埋弧焊稍大。对缆式焊丝气体保护焊和埋弧焊应力场进行了有限元分析,相同焊接条件下,缆式焊丝气保焊应力分布及大小与传统埋弧焊相近。.本项目获得了缆式焊丝气保焊多极区耦合机理、熔滴过渡规律及熔池流体动力学的影响机理,丰富和发展了缆式焊丝气保焊传热传质物理机制,具有重要的学术价值和实际意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(3)
专利数量(3)
缆式焊丝CO_2气体保护焊工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胥国祥;胡庆贤;周航宇;时振
  • 通讯作者:
    时振
Arc Behavior and Droplet Transfer of CWW CO2 Welding
CWW CO2 焊的电弧行为和熔滴过渡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Iron and Steel Research International
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Chen; Yong;Xu; Guo-xiang;Hu; Qing-xian;Gu; Xiao-yan
  • 通讯作者:
    Xiao-yan
基于固有应变法预测双丝 CO2气体保护焊液压支架顶梁变形
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方臣富;吴文烈;刘 川;等
  • 通讯作者:
缆式焊丝埋弧焊残余应力有限元分析
  • DOI:
    10.7554/elife.89129
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈勇;胥国祥;江家忠;乔建设
  • 通讯作者:
    乔建设
缆式焊丝CO_2气体保护焊接头残余应力高效数值计算和试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海松;刘川;胡庆贤;时振
  • 通讯作者:
    时振

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其他文献

活性SiO2在焊接熔渣-金属界面化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《焊接学报》, 2005,26(10):43~46
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓泉;杨旭光;方臣富
  • 通讯作者:
    方臣富
缆式焊丝CO_2气体保护焊工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方臣富;陈志伟;胥国祥;胡庆贤;周航宇;时振
  • 通讯作者:
    时振
铁磁性激光熔覆层应力的金属磁记忆评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董世运;方臣富;胡庆贤;郭宇
  • 通讯作者:
    郭宇
缆式焊丝CO2气体保护焊工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方臣富;陈志伟;胥国祥;胡庆贤;周航宇;时振;FANG Chenfu;CHEN Zhiwei;XU Guoxiang;HU Qingxian;ZHOU Hangyu S
  • 通讯作者:
    ZHOU Hangyu S
缆式焊丝CO_2气体保护焊接头残余应力高效数值计算和试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    方臣富;王海松;刘川;胡庆贤;时振
  • 通讯作者:
    时振

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七丝旋转电弧自动气电立焊及接头性能调控机理研究
  • 批准号:
    51575250
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    2015
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    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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]
      
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