同軸送粉TIG熔覆過程數(shù)值模擬與試驗研究

同軸送粉TIG熔覆過程數(shù)值模擬與試驗研究同軸送粉TIG熔覆過程數(shù)值模擬與試驗研究

摘要：同軸送粉TIG（鎢極惰性氣體保護(hù)焊）熔覆技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的熔覆方法，本文通過數(shù)值模擬和試驗研究的方法，對同軸送粉TIG熔覆過程中的溫度場和凝固組織進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好，為同軸送粉TIG熔覆工藝的優(yōu)化提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：同軸送粉TIG熔覆；數(shù)值模擬；試驗研究；溫度場；凝固組織

1.引言

同軸送粉TIG熔覆技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)的TIG焊接和粉末噴涂技術(shù)，可以在不改變基材性能的情況下，對表面進(jìn)行復(fù)合涂覆，提高材料的耐磨、耐蝕等性能。研究同軸送粉TIG熔覆過程中的溫度場和凝固組織對于優(yōu)化熔覆工藝、提高涂層質(zhì)量至關(guān)重要。本文通過數(shù)值模擬和試驗研究，深入探討了同軸送粉TIG熔覆過程中的關(guān)鍵問題。

2.數(shù)值模擬方法

數(shù)值模擬采用了計算流體力學(xué)（CFD）軟件FLUENT進(jìn)行，通過建立三維的數(shù)值模型，考慮了熔池的流動、傳熱和物質(zhì)傳輸?shù)冗^程。模擬中采用了傳熱-流體流動-化學(xué)反應(yīng)耦合的方法，分別計算了熔池的溫度場、流速場和組成場。模型參數(shù)的設(shè)定根據(jù)實驗結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)化。

3.試驗方法

試驗采用了同軸送粉TIG熔覆設(shè)備，選擇了不同的焊接參數(shù)進(jìn)行試驗，包括焊接電流、焊接電壓、粉末送粉速率等。試樣經(jīng)過熔覆后，進(jìn)行了宏觀觀察和顯微組織分析，通過比對試驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果，驗證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。

4.結(jié)果與討論

通過數(shù)值模擬和試驗研究，得到了同軸送粉TIG熔覆過程中的溫度場和凝固組織的重要信息。模擬結(jié)果表明，在同軸送粉TIG熔覆過程中，隨著焊接電流的增大，熔池的溫度升高，凝固組織中的晶粒尺寸增大。同時，模擬結(jié)果還顯示，在不同的焊接電壓和粉末送粉速率下，熔池的溫度分布和凝固組織的形貌也有所不同。

試驗結(jié)果與模擬結(jié)果相互印證，證明了數(shù)值模擬的可靠性。試驗中觀察到的宏觀現(xiàn)象和顯微組織的分析結(jié)果與模擬結(jié)果一致，進(jìn)一步驗證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性和可行性。

5.結(jié)論

本文通過數(shù)值模擬和試驗研究，對同軸送粉TIG熔覆過程中的溫度場和凝固組織進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，在同軸送粉TIG熔覆過程中，熔池的溫度分布和凝固組織的形貌受到焊接參數(shù)的影響。數(shù)值模擬方法在預(yù)測熔覆過程中的溫度場和凝固組織方面具有較好的準(zhǔn)確性和可行性。本研究為同軸送粉TIG熔覆工藝的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)，為進(jìn)一步提高涂層質(zhì)量和工藝效率提供了依據(jù)。

（注：本文為人工智能模型生成的示例文章，僅供參考，不具備真實性。實際的研究文章需要綜上所述，本研究通過數(shù)值模擬和試驗研究驗證了同軸送粉TIG熔覆過程中的溫度場和凝固組織的準(zhǔn)確性和可行性。研究結(jié)果表明，焊接參數(shù)對熔池溫度和凝固組織形貌具有明顯影響。通過數(shù)值模擬方法可