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基于实际熔敷形状的旋转电弧传感器数学模型 预览
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作者 毛志伟 陈斌 +2 位作者 周少玲 徐伟 吴训 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期26-30,162共6页
旋转电弧传感器数学模型是提高焊接质量、旋转电弧信号处理和焊缝偏差提取的理论基础,焊接熔敷金属堆积形状是决定旋转电弧长度主要因素之一,影响其数学模型精确度.采用双线结构光传感系统对焊接收弧阶段焊缝进行三维重建获得焊接熔池... 旋转电弧传感器数学模型是提高焊接质量、旋转电弧信号处理和焊缝偏差提取的理论基础,焊接熔敷金属堆积形状是决定旋转电弧长度主要因素之一,影响其数学模型精确度.采用双线结构光传感系统对焊接收弧阶段焊缝进行三维重建获得焊接熔池熔敷形状,运用单纯形法最优化电弧长度,在此基础上建立了旋转电弧传感器数学模型及仿真模型.结果表明,该数学模型相对于假设的三角锥熔敷形状数学模型,消除了焊接过程工件变形引起的电流信号误差,减小了焊缝转角和焊缝偏差检测误差,提高了旋转电弧传感器数学模型精度. 展开更多
关键词 旋转电弧 数学模型 熔池形状 三维重建 焊缝跟踪
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Ti-1023合金VAR熔炼数值模拟研究 预览
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作者 赵小花 何永胜 +3 位作者 罗文忠 赖运金 王凯旋 刘向宏 《中国材料进展》 CSCD 北大核心 2018年第5期367-371,共5页
Ti-1023合金因其优异的性能广泛应用于大型承力结构件,然而因其添加Fe元素含量较高,容易在真空自耗熔炼(VAR)制备铸锭的过程中出现Fe偏析,影响锻件的性能。利用多场耦合重熔工艺仿真优化软件(Melt Flow-VAR)建立的模型研究了Ti-1... Ti-1023合金因其优异的性能广泛应用于大型承力结构件,然而因其添加Fe元素含量较高,容易在真空自耗熔炼(VAR)制备铸锭的过程中出现Fe偏析,影响锻件的性能。利用多场耦合重熔工艺仿真优化软件(Melt Flow-VAR)建立的模型研究了Ti-1023合金在VAR不同阶段下的熔池形状和元素浓度分布,并以模拟工艺制备了Ti-1023合金Φ640 mm大规格铸锭进行验证。结果表明:随着熔炼的进行,模拟的熔池形状按初期的扁平状→中期的V形→末期的深V形变化,熔炼后期的熔池深度为0.28 m,与实测结果基本一致。在铸锭中心线顶部和底部Fe和Al元素成分的模拟结果与实测值吻合良好,但在铸锭中间部分的模拟值与实测值存在较大偏差,分析认为是Melt Flow-VAR计算模型中没有考虑等轴晶的沉降所导致的计算偏差所致。 展开更多
关键词 TI-1023合金 MELT Flow—VAR模拟 熔池形状 元素分布 实验验证
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铝/钢异种金属激光焊接熔池形状的计算机模拟
3
作者 赛恒吉雅 范哲超 丰洪微 《铸造技术》 CAS 北大核心 2016年第12期2714-2718,共5页
通过建立数学模型和Matlab软件,对铝/钢异种金属焊接过程中的固/液相界面和汽/液相界面进行了计算模拟,分析了激光焊接工艺参数对熔池形状和熔深熔宽的影响。结果表明,固/液相界面的熔池深度明显要比汽/液相界面的熔池深,且在横向尺寸... 通过建立数学模型和Matlab软件,对铝/钢异种金属焊接过程中的固/液相界面和汽/液相界面进行了计算模拟,分析了激光焊接工艺参数对熔池形状和熔深熔宽的影响。结果表明,固/液相界面的熔池深度明显要比汽/液相界面的熔池深,且在横向尺寸和移动方向上的熔池中固/液相界面的区域明显要比汽/液相界面的宽;铝/钢异种金属适宜的焊接工艺参数:激光焊接功率为1 600-1 800 W,焊接速度为25-40 mm/s,激光光斑直径范围为0.2-0.6 mm。 展开更多
关键词 铝/钢异种金属 激光焊接 熔池形状 工艺参数 计算机模拟
双丝埋弧焊工艺焊接温度场模拟分析 被引量:1
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作者 宗峰 霍光瑞 吴松林 《材料开发与应用》 CAS 2016年第4期51-56,共6页
采用MSC.Marc软件对16 mm厚的E36钢板双丝埋弧焊接温度场进行了数值模拟,系统地分析了焊接速度、双丝间距对焊接温度场形貌的影响,并分析了不同焊接速度下双丝间距对熔池形状、HAZ高温区宽度的影响规律。研究表明,热输入一定时,当焊速增... 采用MSC.Marc软件对16 mm厚的E36钢板双丝埋弧焊接温度场进行了数值模拟,系统地分析了焊接速度、双丝间距对焊接温度场形貌的影响,并分析了不同焊接速度下双丝间距对熔池形状、HAZ高温区宽度的影响规律。研究表明,热输入一定时,当焊速增至120cm/min时,双丝间距为50 mm的熔池由分离变为共熔;随着焊速的提高及双丝间距的增加,熔池深度变浅、熔宽变窄,HAZ高温区宽度变窄,实际焊接时可能出现“脊背”现象,需重新调整热输入。 展开更多
关键词 双丝埋弧焊工艺 焊接温度场 数值模拟 双丝间距 熔池形状
高气压环境脉冲MAG焊气体混合比对焊接稳定性的影响 预览 被引量:1
5
作者 黄松涛 谷孝满 +2 位作者 王磊 张永明 焦向东 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期43-46,3共5页
分析了压力环境下气体混合比对脉冲MAG焊飞溅率及焊缝熔池形状的影响.结果表明,压力环境下相同比例的保护气体在流速不变的情况下,起活性作用的气体组分相对较多,电弧弧柱紊乱加剧,飞溅剧烈,焊接过程极不稳定.为获得高气压环境下稳定... 分析了压力环境下气体混合比对脉冲MAG焊飞溅率及焊缝熔池形状的影响.结果表明,压力环境下相同比例的保护气体在流速不变的情况下,起活性作用的气体组分相对较多,电弧弧柱紊乱加剧,飞溅剧烈,焊接过程极不稳定.为获得高气压环境下稳定的焊接过程,减小飞溅率,通过提高混合气体配比中氩气体积分数来降低活性气体造成的能量损失,从而减少飞溅.防止缺陷的产生.综合考虑飞溅率、熔滴过渡稳定性及焊缝熔池形状等因素,在0.3 MPa环境压力下使用90%Ar+10%CO2混合气进行焊接可获得最佳的焊接效果.气体配比的有效调节对于提高高气压环境下脉冲MAG焊焊接过程稳定性和焊接质量具有显著作用. 展开更多
关键词 高气压环境 脉冲MAG焊 气体配比 飞溅率 熔池形状
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焊接热源模型参数求解中熔池形状的提取技术
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作者 顾颖 李亚东 +1 位作者 刘赛智 揭志羽 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第19期175-178,共4页
为实现焊接热源模型参数求解中熔池形状提取的自动化,针对现有方法存在的问题,根据有限单元法及计算机图形学相关理论。提出基于温度等值线熔池形状的提取技术,推导了该技术的理论公式,列出了熔深、熔宽的提取步骤。并将ANSYS显示... 为实现焊接热源模型参数求解中熔池形状提取的自动化,针对现有方法存在的问题,根据有限单元法及计算机图形学相关理论。提出基于温度等值线熔池形状的提取技术,推导了该技术的理论公式,列出了熔深、熔宽的提取步骤。并将ANSYS显示的熔池边界与提取的熔池边界进行了对比。经理论分析及实例验证表明:该技术在保证提取的熔深、熔宽具有足够精度的前提下,既能避免单元数目过大,又可满足焊接热源模型参数程序化求解的要求。 展开更多
关键词 焊接热源模型 熔池形状 温度等值线 提取技术
激光焊接熔池特性的三维数值模拟 预览 被引量:2
7
作者 梅丽芳 陈由海 +2 位作者 严东兵 葛晓宏 王俊琦 《郑州大学学报:工学版》 CAS 北大核心 2015年第6期85-89,共5页
为了对激光深熔焊接熔池特性进行三维解析模拟,基于一定的基本假设条件将焊接过程视为准稳态过程,应用激光焊接低碳钢熔池形状和温度分布的三维控制数学模型,以求解相态转变界面为基础,将对激光深熔焊接熔池特性的模拟简化为对气-液相... 为了对激光深熔焊接熔池特性进行三维解析模拟,基于一定的基本假设条件将焊接过程视为准稳态过程,应用激光焊接低碳钢熔池形状和温度分布的三维控制数学模型,以求解相态转变界面为基础,将对激光深熔焊接熔池特性的模拟简化为对气-液相界面和固-液相界面位置和温度分布的积分方程的求解,得出了焊接试样上的熔池几何形状和温度分布情况.结果表明:熔池形状相对光轴中心向后偏移,且熔池前沿壁陡峭,后沿壁过渡平滑;熔池深度和宽度随着激光功率的增大同步增大,随焊接速度的增加同步减小,随光斑尺寸增大熔宽增大而熔深减小;熔池各层面上的最高温度点均偏后于光束中心,等温线分布密集表明激光焊接热影响区窄. 展开更多
关键词 激光技术 焊接 熔池形状 温度 数值模拟
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磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定 预览 被引量:1
8
作者 刘政军 王晓慧 苏允海 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期505-509,共5页
为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状。通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球... 为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状。通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布。结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统。 展开更多
关键词 TIG焊 磁场 活性剂 双椭圆面热源 双椭球体热源 数值模拟 温度场 熔池形状
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基于SYSWELD的双椭球热源模型参数的确定 预览 被引量:8
9
作者 李瑞英 赵明 吴春梅 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期93-96,117共6页
给出了应用SYSWELD软件的校正工具对双椭球热源形状参数和热输入进行确定的方法,提出了利用该法确定上述参数应遵循的两条原则.利用该法合理调整热源参数,较好地解决了采用Guass分布或双椭圆分布热源模式计算结果中尾部后拖不足的问题.... 给出了应用SYSWELD软件的校正工具对双椭球热源形状参数和热输入进行确定的方法,提出了利用该法确定上述参数应遵循的两条原则.利用该法合理调整热源参数,较好地解决了采用Guass分布或双椭圆分布热源模式计算结果中尾部后拖不足的问题.结果表明,计算所得上表面和横截面熔池形状及熔合线走向与实测数据基本吻合,为运动电弧作用下的GTAW数值模拟与智能控制提供了理论依据和基础数据.文中分析了熔合线走向计算结果与试验结果误差较大的原因,为下一步工作指出方向. 展开更多
关键词 双椭球热源模式 熔池形状 有限元法 钨极氩弧焊 熔池尾部后拖
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Numerical and experimental investigations of weld pool geometry in GTA welding of pure aluminum 预览
10
作者 A. H. Faraji (1) A. Bahmani (2) +2 位作者 M. Goodarzi (3) S. H. Seyedein (3) M. O. Shabani (4) 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2014年第1期20-26,共7页
A 2-D numerical model was developed to predict the shape of weld pool in stationary GTA welding of commercial pure aluminium,without considering fluid flow in the weld pool.A Gaussian current density and heat input di... A 2-D numerical model was developed to predict the shape of weld pool in stationary GTA welding of commercial pure aluminium,without considering fluid flow in the weld pool.A Gaussian current density and heat input distribution on the surface of the workpiece were considered.The parameters of Gaussian distribution were modified by comparing calculated results with experimental ones.It was found that these distribution parameters are functions of applied current and arc length.Effects of arc length,applied current and welding time on the geometry of the weld pool were investigated.To check the validity of the model,a series of experiments were also conducted.In general,the agreement between calculated overall shape of the weld pool and the experimental one was acceptable,especially in low applied currents.Therefore,it can be concluded that in pure aluminium,the heat conduction is dominant mechanism of heat transfer in the weld pool. 展开更多
关键词 熔池形状 焊接熔池 几何形状 工业纯铝 GTA 实验 数值模拟 二维数值模型
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激光焊接热源和焊速对温度场影响的数值模拟 预览 被引量:9
11
作者 周世杰 李云涛 +2 位作者 宋继顺 杨立军 李晓宁 《电焊机》 北大核心 2014年第10期85-89,共5页
利用不同的工艺参数,进行A304不锈钢薄板激光对焊试验.建立了激光焊接的三维有限元模型,通过有限元方法,分析了热源模型和焊接速度对激光焊接过程中温度场和熔池形状的影响.结果显示,热源和焊速对温度场和熔池形状有很大影响,应用旋转... 利用不同的工艺参数,进行A304不锈钢薄板激光对焊试验.建立了激光焊接的三维有限元模型,通过有限元方法,分析了热源模型和焊接速度对激光焊接过程中温度场和熔池形状的影响.结果显示,热源和焊速对温度场和熔池形状有很大影响,应用旋转高斯曲面热源模型得到的熔池形状与试验结果吻合良好. 展开更多
关键词 A304不锈钢 激光焊接 温度场 熔池形状
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旋转电弧传感理论数学模型研究及展望 预览 被引量:2
12
作者 毛志伟 罗香彬 +3 位作者 周少玲 潘际銮 李凯莹 邓凡灵 《电焊机》 北大核心 2014年第2期1-8,共8页
旋转电弧传感器是焊缝自动跟踪系统中的关键部分,建立精确系统数学理论模型是准确识别焊炬姿态和焊缝左右偏差的前提.详细讨论了焊接电源、焊丝干伸长、焊接电弧、接头几何形状等关键因子对模型的影响,阐述了现有旋转电弧传感GMAW焊接... 旋转电弧传感器是焊缝自动跟踪系统中的关键部分,建立精确系统数学理论模型是准确识别焊炬姿态和焊缝左右偏差的前提.详细讨论了焊接电源、焊丝干伸长、焊接电弧、接头几何形状等关键因子对模型的影响,阐述了现有旋转电弧传感GMAW焊接系统数学理论模型的基本思路,提出进一步提高模型精度的改进策略,为获得更精确的旋转电孤传感数学理论模型打下基础. 展开更多
关键词 旋转电弧传感 熔化极气体保护焊 数学模型 熔池形状
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铝合金T型接头双激光束双侧同步焊接温度场模拟 预览 被引量:2
13
作者 占小红 陈洁 +4 位作者 董志波 郑文健 魏艳红 陶汪 陈彦宾 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2013年第3期279-284,共6页
为了掌握双激光束双侧同步焊接工艺特性并得到最优焊接工艺匹配参数,对由铝合金6156底板与6056桁条组成的T型焊接接头进行了有限元数值模拟和试验研究.在改进以往激光热源模型的基础上,模拟分析了不同工艺参数匹配条件下的激光焊接过程... 为了掌握双激光束双侧同步焊接工艺特性并得到最优焊接工艺匹配参数,对由铝合金6156底板与6056桁条组成的T型焊接接头进行了有限元数值模拟和试验研究.在改进以往激光热源模型的基础上,模拟分析了不同工艺参数匹配条件下的激光焊接过程,获得了实际可行的工艺参数范围.同时研究了焊接功率和焊接速度对熔池形状的影响规律,结果表明:焊接功率和焊接速度对焊缝成形具有重要影响,且熔池形状的模拟结果与试验结果吻合良好.最终获得了最佳的焊接工艺参数,为大型客机铝合金壁板的双激光束双侧同步焊接提供了理论指导. 展开更多
关键词 T型接头 双激光束双侧同步焊接 有限元 数值模拟 铝合金 激光热源模型 焊缝成形 熔池形状
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复吹提钒转炉熔池形状与底枪布置方式 被引量:5
14
作者 丁小明 李京社 +1 位作者 陈永峰 田东方 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期 42-46,共5页
根据相似原理采用修正Froude准数相等,对承德150t提钒转炉进行物理模拟,选取相似比为1∶6。通过研究确定了纯顶吹状态下熔池冲击面积和穿透深度的变化规律,并得出冲击直径与穿透深度比值为3.1时混匀效果最佳。对底枪布置研究确立了底枪... 根据相似原理采用修正Froude准数相等,对承德150t提钒转炉进行物理模拟,选取相似比为1∶6。通过研究确定了纯顶吹状态下熔池冲击面积和穿透深度的变化规律,并得出冲击直径与穿透深度比值为3.1时混匀效果最佳。对底枪布置研究确立了底枪支数和布置方式对熔池混匀的影响,此试验中8支底枪非对称布置熔池混匀时间最短,平均混匀时间为38.6s。 展开更多
关键词 转炉熔池 水模研究 熔池形状 底枪布置
碱性焊条电弧焊仰板单面焊双面成形的技术和窍门 预览 被引量:1
15
作者 王海东 《焊接技术》 北大核心 2012年第5期60-61,共2页
仰焊是平板对接焊4种位置中最难焊接的位置。如果操作不当,易造成焊缝正面产生焊瘤或高低差大,背面易产生凹陷。仰焊位焊接经常作为焊工比赛的必考项目,建议选手根据评分标准要求,
关键词 仰焊 单面焊双面成形 运条 焊条角度 熔池形状
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基于SYSWELD的GTAW三维动态熔池形状的有限元模拟 预览 被引量:2
16
作者 李瑞英 赵明 周鸿雁 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期41-44,共4页
基于双椭球体热源模型,建立了运动电弧作用下的GTAW焊接不锈钢0Cr18Ni9薄板三维瞬态焊接热过程的数值分析模型.考虑了材料的热物理性能参数、相变潜热与温度的非线性关系,给出了应用SYSWELD软件的校正工具对热源分布参数进行确定的方法... 基于双椭球体热源模型,建立了运动电弧作用下的GTAW焊接不锈钢0Cr18Ni9薄板三维瞬态焊接热过程的数值分析模型.考虑了材料的热物理性能参数、相变潜热与温度的非线性关系,给出了应用SYSWELD软件的校正工具对热源分布参数进行确定的方法.将熔池形状的有限元解同试验结果进行了比较,计算所得熔池形状与实测结果吻合较好,证明了双椭球体热源模型能够较好地反映GTAW电弧的热流密度分布. 展开更多
关键词 双椭球体热源模式 熔池形状 有限单元法 数值模拟
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Image processing of weld pool and keyhole in Nd:YAG laser welding based on edge predicting 预览
17
作者 高进强 秦国梁 +3 位作者 杨家林 何建国 张涛 武传松 《中国焊接:英文版》 EI CAS 2011年第3期 67-70,共4页
关键词 ND:YAG激光焊接 图像处理算法 熔池形状 预测 焊接质量控制 质量控制系统 视觉传感系统
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TiAl合金真空自耗熔炼过程的数值模拟 被引量:6
18
作者 高帆 王新英 +2 位作者 王磊 韩鹏彪 张继 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期608-611,共4页
通过数值模拟研究了直径为180mm的TiAl合金铸锭的真空自耗冶炼过程,获得了TiAl合金真空自耗熔炼过程中熔炼温度、熔炼速度和冷却能力对金属熔池温度梯度、熔池形状和糊状区宽度的影响规律。结果表明,随熔炼温度升高,熔池深度增加,其形... 通过数值模拟研究了直径为180mm的TiAl合金铸锭的真空自耗冶炼过程,获得了TiAl合金真空自耗熔炼过程中熔炼温度、熔炼速度和冷却能力对金属熔池温度梯度、熔池形状和糊状区宽度的影响规律。结果表明,随熔炼温度升高,熔池深度增加,其形状由碗状向V形转变,熔炼温度对熔池中温度梯度和凝固前沿糊状区宽度影响较小;随熔炼速度增加,熔池中温度梯度显著减小,糊状区宽度和熔池深度则明显降低;随冷却能力增加,糊状区宽度明显减小,熔池中温度梯度和熔池深度略有减小。 展开更多
关键词 TIAL合金 真空自耗 熔池形状 糊状区
The mechanism of penetration increase in A-TIG welding 被引量:1
19
作者 Rui-Hua ZHANG Ji-Luan PAN Seiji KATAYAMA 《材料科学前沿:英文版》 SCIE CSCD 2011年第2期 109-118,共10页
增加焊接穿入的 A-TIG 的机制被使用我们为不锈钢开发了的激活的流动学习。流动和焊接水池的温度领域上的流动的效果被 PHOENICS 软件模仿。它证明没有流动,液体流动将沿着焊接水池然后在下面的表面是外面的,导致 flatter 焊接水池形... 增加焊接穿入的 A-TIG 的机制被使用我们为不锈钢开发了的激活的流动学习。流动和焊接水池的温度领域上的流动的效果被 PHOENICS 软件模仿。它证明没有流动,液体流动将沿着焊接水池然后在下面的表面是外面的,导致 flatter 焊接水池形状。与流动,氧,从否定价值把表面紧张毕业生的温度依赖改变到积极价值,能在焊接穿入上引起重要变化。液体流动将沿着向中心然后在下面的焊接水池的表面是里面的。这个液体流动模式高效地把热转移到焊接根并且生产相对深、狭窄的焊接。这个变化是穿入增加的主要原因。而且,弧建设能引起焊接宽度变得更狭窄并且变得更深的穿入,但是这不是穿入增加的主要原因。焊接水池表面和弧侧面的液体流动上的流动的效果在焊接的常规 TIG 并且在由使用高速度的摄像机焊接的 A-TIG 被观察。液体流动行为被微集中的 X 光检查传播录像观察系统在实时规模设想。结果显示与更狭窄的宽度和更深的穿入导致焊接祷告的更强壮的里面的液体流动模式能显然在焊接的 A-TIG 的情况中被识别。流动能在焊接水池改变液体流动的方向。它与模拟结果有一个好协议。 展开更多
关键词 TIG焊 渗透 机制 PHOENICS 流体流动 熔池形状 焊缝宽度 流动模式
Numerical analysis of weld pool geometry in pulsed current plasma arc welding 预览
20
作者 孙俊华 武传松 《中国焊接:英文版》 EI CAS 2010年第3期 6-10,共5页
关键词 等离子弧焊接 脉冲电流 焊接熔池 数值分析 几何形状 动态变化规律 熔池形状 热源模型
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