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高强铝合金激光-电弧复合焊温度场与流场研究
1
作者
李荣昊
路永新
+3 位作者
王大锋
王世清
申志康
强伟
《航空制造技术》
北大核心
2025年第13期77-83,共7页
本文以4 mm厚A7N01铝合金板材为研究对象,基于A7N01铝合金激光-电弧复合焊接参数进行模拟仿真。采用Fluent软件进行了数值模拟,并针对不同焊接参数下的熔池温度场分布与流动性进行分析,研究了激光功率和焊接速度对激光-电弧复合焊的影...
本文以4 mm厚A7N01铝合金板材为研究对象,基于A7N01铝合金激光-电弧复合焊接参数进行模拟仿真。采用Fluent软件进行了数值模拟,并针对不同焊接参数下的熔池温度场分布与流动性进行分析,研究了激光功率和焊接速度对激光-电弧复合焊的影响规律。结果表明,随着激光功率的增加,熔池的深度显著增加。同时,由于熔池内部的流体流动速度加快,进而导致熔池的不稳定性增大。较大的焊接速度虽然可以在较短时间内使熔池达到稳定状态,但也伴随着更快的温度变化速率,容易产生冷却不均和裂纹的风险。相反,较低的焊接速度增加了热输入,使得熔池的温度梯度更大,有助于形成更大的熔池和更深的熔深,但过多的热输入也可能引发一系列焊接缺陷问题。
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关键词
激光-电弧复合焊
A7N01铝合金
数值模拟
温度场
流场
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职称材料
湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究
2
作者
李金灵
马文骏
+2 位作者
朱世东
屈撑囤
付安庆
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第20期82-93,共12页
目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)...
目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。
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关键词
CO_(2)-H_(2)S
Cl^(-)
第一性原理
α-Fe(110)密排面
吸附特征
腐蚀机理
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职称材料
题名
高强铝合金激光-电弧复合焊温度场与流场研究
1
作者
李荣昊
路永新
王大锋
王世清
申志康
强伟
机构
西安石油大学
材料
科学与工程学院
西安石油大学油气田腐蚀防护与新材料陕西省高等学校重点实验室
中国兵器科学研究院宁波分院
西南
大学
工程技术学院
出处
《航空制造技术》
北大核心
2025年第13期77-83,共7页
基金
陕西省自然科学基础研究计划面上项目(2025JC-YBMS-567)。
文摘
本文以4 mm厚A7N01铝合金板材为研究对象,基于A7N01铝合金激光-电弧复合焊接参数进行模拟仿真。采用Fluent软件进行了数值模拟,并针对不同焊接参数下的熔池温度场分布与流动性进行分析,研究了激光功率和焊接速度对激光-电弧复合焊的影响规律。结果表明,随着激光功率的增加,熔池的深度显著增加。同时,由于熔池内部的流体流动速度加快,进而导致熔池的不稳定性增大。较大的焊接速度虽然可以在较短时间内使熔池达到稳定状态,但也伴随着更快的温度变化速率,容易产生冷却不均和裂纹的风险。相反,较低的焊接速度增加了热输入,使得熔池的温度梯度更大,有助于形成更大的熔池和更深的熔深,但过多的热输入也可能引发一系列焊接缺陷问题。
关键词
激光-电弧复合焊
A7N01铝合金
数值模拟
温度场
流场
Keywords
Laser-arc hybrid welding
A7N01 aluminum alloy
Numerical simulation
Temperature field
Flow field
分类号
V26 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
TG44 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究
2
作者
李金灵
马文骏
朱世东
屈撑囤
付安庆
机构
西安石油大学
化学化工学院、
陕西省
油气田
环境污染控制技术与储层保护
重点
实验室
西安石油大学
油气田
化学
陕西省
高校工程研究中心
西安石油大学
材料
科学与工程学院
西安石油大学油气田腐蚀防护与新材料陕西省高等学校重点实验室
油气
钻采输送装备全国
重点
实验室
中国
石油
集团工程
材料
研究院有限公司
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第20期82-93,共12页
基金
国家自然科学基金(51974245,52071338)
西安市科技计划(24GXFW0077)
中国石油集团科技开发项目(2022DQ0527)。
文摘
目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。
关键词
CO_(2)-H_(2)S
Cl^(-)
第一性原理
α-Fe(110)密排面
吸附特征
腐蚀机理
Keywords
CO_(2)-H_(2)S
Cl^(−)
first principles
α-Fe(110)close-packed plane
adsorption characteristic
corrosion mechanism
分类号
TE88 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高强铝合金激光-电弧复合焊温度场与流场研究
李荣昊
路永新
王大锋
王世清
申志康
强伟
《航空制造技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究
李金灵
马文骏
朱世东
屈撑囤
付安庆
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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