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高速锡液滴撞击不锈钢表面的动态铺展行为及飞溅现象研究
1
作者
杨保卿
俞伟元
王锡武山
《有色金属(中英文)》
北大核心
2025年第2期187-197,共11页
通过数值模拟探索了高速液滴在撞击固体表面后的动态铺展行为,并分析了撞击速度和表面温度对其影响。首先,引入了新的无量纲铺展面积指标以弥补传统铺展因子的不足,观察到液滴撞击后产生的飞溅和液膜破裂现象。利用CLSVOF法建立数值模型...
通过数值模拟探索了高速液滴在撞击固体表面后的动态铺展行为,并分析了撞击速度和表面温度对其影响。首先,引入了新的无量纲铺展面积指标以弥补传统铺展因子的不足,观察到液滴撞击后产生的飞溅和液膜破裂现象。利用CLSVOF法建立数值模型,验证了模型的网格无关性和结果可靠性,发现熔滴形貌变化和铺展因子变化与实验结果基本吻合。结果显示,撞击速度是主要的影响因素之一,高速撞击导致铺展时间缩短和飞溅现象增加。对于相同大小的锡熔滴,初速度越大,动态铺展时间越短,飞溅现象越明显,最终无量纲铺展面积越大,但速度增大到一定程度后,对铺展面积的贡献减小。在表面温度方面,低温基板(低于锡的凝固点)易于引发飞溅,随着温度升高,次级液滴增多;在高温基板(300℃)上,无量纲铺展面积先增大后减小。研究还发现,在较低速度下,壁面温度升高促进液滴铺展,而在高速撞击下,这一规律不再适用,壁面温度仅影响无量纲铺展面积的具体变化,最终铺展面积未表现出随温度变化的明显趋势。这些发现对理解高速液滴动态行为和控制液滴铺展具有重要意义。
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关键词
高速
熔
滴
熔滴撞击
CLSVOF方法
铺展润湿行为
飞溅行为
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职称材料
脉冲双丝GMAW熔滴过渡过程中熔池波动行为数值分析
被引量：
2
2
作者
潘家敬
何锡鑫
+2 位作者
赵朋成
胡艺腾
梁瑛
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期90-96,I0006,共8页
研究了脉冲双丝GMAW过程中熔池自由表面受周期性熔滴冲击引起的动态波动行为.根据二维波动理论建立了熔池液面受迫振动以及由此产生的二维波动行为的瞬态数学模型,推导出控制微分方程,给出了相应的初始条件和边界条件并编制程序进行了...
研究了脉冲双丝GMAW过程中熔池自由表面受周期性熔滴冲击引起的动态波动行为.根据二维波动理论建立了熔池液面受迫振动以及由此产生的二维波动行为的瞬态数学模型,推导出控制微分方程,给出了相应的初始条件和边界条件并编制程序进行了数值分析.得到了熔池自由表面的位移和振动速度分布规律、不同熔滴过渡条件下熔池自由表面的瞬时波动规律及焊接过程中表面波动所引起的干涉现象.结果表明,表面波主要起源于前丝、后丝中心附近,导致熔池表面有较强的凹陷.选用直径1.0 mm的焊丝可以减小熔池表面波动,防止出现较粗的焊缝波纹;当熔滴过渡频率为1000 Hz时,容易出现焊接波纹粗大、咬边等缺陷,波动干涉随熔滴过渡频率减小而减小.文中的工作能够为脉冲双丝GMAW的工业化生产和焊接工艺参数的优化提供基础数据和理论指导.
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关键词
脉冲双丝
熔
化极气体保护焊
熔
池表面
波动特性
熔滴撞击
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职称材料
题名
高速锡液滴撞击不锈钢表面的动态铺展行为及飞溅现象研究
1
作者
杨保卿
俞伟元
王锡武山
机构
兰州理工大学材料科学与工程学院
兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
出处
《有色金属(中英文)》
北大核心
2025年第2期187-197,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52061023)。
文摘
通过数值模拟探索了高速液滴在撞击固体表面后的动态铺展行为,并分析了撞击速度和表面温度对其影响。首先,引入了新的无量纲铺展面积指标以弥补传统铺展因子的不足,观察到液滴撞击后产生的飞溅和液膜破裂现象。利用CLSVOF法建立数值模型,验证了模型的网格无关性和结果可靠性,发现熔滴形貌变化和铺展因子变化与实验结果基本吻合。结果显示,撞击速度是主要的影响因素之一,高速撞击导致铺展时间缩短和飞溅现象增加。对于相同大小的锡熔滴,初速度越大,动态铺展时间越短,飞溅现象越明显,最终无量纲铺展面积越大,但速度增大到一定程度后,对铺展面积的贡献减小。在表面温度方面,低温基板(低于锡的凝固点)易于引发飞溅,随着温度升高,次级液滴增多;在高温基板(300℃)上,无量纲铺展面积先增大后减小。研究还发现,在较低速度下,壁面温度升高促进液滴铺展,而在高速撞击下,这一规律不再适用,壁面温度仅影响无量纲铺展面积的具体变化,最终铺展面积未表现出随温度变化的明显趋势。这些发现对理解高速液滴动态行为和控制液滴铺展具有重要意义。
关键词
高速
熔
滴
熔滴撞击
CLSVOF方法
铺展润湿行为
飞溅行为
Keywords
high-speed droplets
droplet impact
CLSVOF method
spreading wetting behavior
splashing behavior
分类号
TG174.4 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
脉冲双丝GMAW熔滴过渡过程中熔池波动行为数值分析
被引量：
2
2
作者
潘家敬
何锡鑫
赵朋成
胡艺腾
梁瑛
机构
青岛科技大学
上海工程技术大学
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期90-96,I0006,共8页
基金
泰山学者特聘专家基金(ts20190937)
青岛科技大学科研启动基金(210/010022872)
山东省高等学校科技计划项目(J12LA16).
文摘
研究了脉冲双丝GMAW过程中熔池自由表面受周期性熔滴冲击引起的动态波动行为.根据二维波动理论建立了熔池液面受迫振动以及由此产生的二维波动行为的瞬态数学模型,推导出控制微分方程,给出了相应的初始条件和边界条件并编制程序进行了数值分析.得到了熔池自由表面的位移和振动速度分布规律、不同熔滴过渡条件下熔池自由表面的瞬时波动规律及焊接过程中表面波动所引起的干涉现象.结果表明,表面波主要起源于前丝、后丝中心附近,导致熔池表面有较强的凹陷.选用直径1.0 mm的焊丝可以减小熔池表面波动,防止出现较粗的焊缝波纹;当熔滴过渡频率为1000 Hz时,容易出现焊接波纹粗大、咬边等缺陷,波动干涉随熔滴过渡频率减小而减小.文中的工作能够为脉冲双丝GMAW的工业化生产和焊接工艺参数的优化提供基础数据和理论指导.
关键词
脉冲双丝
熔
化极气体保护焊
熔
池表面
波动特性
熔滴撞击
Keywords
pulsed twin-wire GMAW
weld pool surface
wave behavior
droplet impingement
分类号
TG456.7 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高速锡液滴撞击不锈钢表面的动态铺展行为及飞溅现象研究
杨保卿
俞伟元
王锡武山
《有色金属(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
脉冲双丝GMAW熔滴过渡过程中熔池波动行为数值分析
潘家敬
何锡鑫
赵朋成
胡艺腾
梁瑛
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
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职称材料
已选择
0
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参考文献
引证文献
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