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等离子-缆式七丝MIG焊接是一种将等离子电弧、MIG电弧以及缆式焊丝结合在一起的高效焊接方法。等离子电弧是一种压缩电弧,电弧刚度较大,在焊接过程中能形成较深的熔深,MIG电弧熔化焊丝,能够保证熔池的填充。使用缆式焊丝焊接,电弧是独特的束状电弧,温度集中,多极区耦合,高效节能。由于其应用范围较广,焊接质量较好,焊接效率较高,因此对其焊接过程的研究具有重要的意义。本文选用Q235的薄板复合焊接作为研究对象,以缆式焊丝作为填充焊丝,用GAMBIT软件建立数值分析模型,基于Fluent软件,对等离子-缆式七丝MIG复合焊接的焊接过程中熔池温度场和流场进行模拟,寻找熔池流体行为规律。同时开展验证试验,将实际焊接焊缝与模拟结果进行比对,验证计算结果的准确性。本文揭示了等离子-缆式七丝MIG复合焊接熔池温度场的分布以及焊接过程中熔池内的流体行为,为推广等缆式焊丝离子-MIG复合焊接奠定了理论基础。首先模拟了不同参数下普通焊丝等离子-MIG复合焊接过程中熔池的温度场和流场,结论如下:选取三组焊接速度分别为0.5m/min、0.6m/min、0.7m/min,随着焊接速度的上升,熔宽从15.88mm减小到12.43mm,余高从2.02mm先增加到2.53mm再减小到2.17mm,熔池内流体最大流动速度降低了1.2cm/s,熔池内的最高温度由2514K下降到2356K。随着焊接速度的加快,焊接熔池的熔宽减小,焊缝余高先增大再减小。熔池内金属的流动速度虽然有所降低,但是变化并不大;选取三组MIG焊接电流分别为280A、320A、340A,随着MIG焊接电流的增大,熔宽从15.88mm增加到17.42mm,余高从2.02mm上升到2.37mm,熔池内流体最大流动速度提高了1.8cm/s,熔池内的最高温度由2321K增加到2613K。随着MIG焊接电流的增大,熔宽和余高都增大,熔池内最高温度和流体流动速度也都出现不同程度的增大;选取三组等离子焊接电流分别为240A、260A、280A,随着等离子焊接电流的增大,焊缝熔宽由为16.36mm增加到17.42mm,余高由2.48mm减小到2.37mm,熔池内最高流速上升了2.3cm/s,熔池内的最高温度上升了312K。随着等离子焊接电流的增大,熔宽增大余高降低,熔池内的最高温度和流体的流动速度都有所增加。其次模拟了不同参数下缆式焊丝等离子-MIG复合焊接过程中熔池的温度场和流场,并将模拟结果与相同焊接参数下普通焊丝焊接的熔池对比,结论如下:选取三组焊接速度分别为0.5m/min、0.6m/min、0.7m/min,随着焊接速度的上升,熔宽从14.11mm减小到11.38mm,余高从2.35mm先增加到2.63mm再减小到2.22mm,熔池内流体最大流动速度降低了1.6cm/s,熔池内的做高温度由2813K下降到2474K。使用缆式焊丝焊接与使用普通焊丝焊接相比,熔池的熔宽较小,熔深较深,余高较高,熔池内流体运动的速度略高;选取三组MIG焊接电流分别为280A、320A、340A,随着MIG焊接电流的增大,熔宽从14.11mm增大到14.51mm,余高从2.35mm增大到2.53mm,熔池内流体最大流动速度提高了2.4cm/s,熔池内的最高温度由2563K增加到2808K。使用缆式焊丝焊接与使用普通焊丝焊接相比,熔池的熔宽较小,熔深较深,余高较高,熔池内流体运动的速度更快;选取三组等离子焊接电流分别为240A、260A、280A,随着等离子焊接电流的增大,焊缝熔宽由13.33mm增大到14.08mm,余高由2.63mm减小到2.43mm,熔池内流体的最高流速上升了3cm/s,熔池内最高温度上升了426K。使用缆式焊丝与使用普通焊丝相比,熔池的熔宽较小,余高较高,熔深差不多,熔池内流体运动的速度大较快。通过对比可以得出,使用缆式焊丝焊接比使用普通焊丝焊接,熔池深度更大,热量更加集中,能够有效的减少热影响区体积,更较适用高效率焊接。以上研究获得了部分焊接参数下等离子-MIG复合焊接普通焊丝和缆式焊丝的焊缝参数以及焊接过程中温度场和流场的分布,而温度场和流场的分布与焊接质量的关系密不可分,为此种焊接方法的推广奠定了重要的理论基础。最后为了验证模拟结果的准确性,进行了部分等离子-MIG复合焊接试验,通过对比熔池变化规律和熔池的截面形貌,验证了模拟结果的准确性。