水下湿法焊接电弧等离子体温度及其组分研究
发布时间：2021-05-23 11:53
水下湿法焊接技术近年来得到了越来越广泛的应用,在水中铺设管道、水下构件的修补、舰船的水下维修等都离不开水下湿法焊接技术,但水下湿法焊接工作环境复杂,焊接效果往往很不理想,很多研究都致力于从工艺方面进行改善从而提高水下湿法焊接质量,而对水下焊接的电弧的产生机理的相关研究则比较少,此外水下湿法焊接电弧等离子体组分直接影响焊接稳定性和焊接质量,但对水下湿法焊接电弧等离子体组分的相关研究一直很少,更缺乏从光谱层面对水下湿法焊接电弧等离子体组分进行诊断研究。基于此,本文利用光谱分析的方法对水下湿法焊接引弧过程的电弧等离子体温度和电子数密度进行了研究,其计算结果可以为进一步从电弧物理的角度探寻水下湿法焊接引弧过程的物理本质,引导并寻求更有效的引弧方法提供重要参考;进一步利用光谱诊断的方法,结合水下湿法焊接的电弧燃烧过程,确定了计算电弧等离子体组分所需要考虑的主要元素,在此基础上,通过牛顿迭代法求解由Saha方程、电荷准中性和方程原子守恒方程组成的方程组,计算得到各组分粒子的数密度。计算结果为从机理层面对水下湿法的电弧进行研究奠定了基础,也为进一步对水下湿法焊接电弧热力学属性及辐射属性等参数的研究提...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 论文研究的目的及意义
1.2 水下湿法焊接电弧光谱诊断及等离子体组分研究现状
1.2.1 水下湿法焊接研究现状
1.2.2 电弧等离子体光谱检测研究现状
1.2.3 电弧等离子体温度研究现状
1.2.4 电弧等离子体组分研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文研究重点及难点
第二章 水下湿法焊接电弧光谱诊断及等离子体组分计算原理
2.1 水下湿法焊接引弧物理过程
2.2 电弧等离子体辐射、平衡性质及辐射光谱
2.2.1 电弧等离子体的辐射
2.2.2 等离子体平衡性质
2.2.3 电弧等离子体辐射光谱
2.3 水下湿法焊接电弧等离子体温度场计算
2.4 水下湿法焊接电弧等离子体电子密度计算
2.5 水下湿法焊接等离子体组分计算
2.6 本章小节
第三章 水下湿法焊接电弧光谱诊断实验设计
3.1 实验平台设计
3.1.1 压力罐设计
3.1.2 空气压缩机
3.1.3 加压自锁装置
3.1.4 过滤器
3.1.5 接线法兰
3.1.6 水下焊接平台设计
3.2 水下湿法焊接实验平台控制系统设计
3.2.1 伺服驱动系统设计
3.2.2 控制面板设计
3.2.3 控制柜的设计
3.2.4 监控系统
3.3 电弧光谱诊断系统设计
3.3.1 电信号采集系统设计
3.3.2 光谱信号采集系统设计
3.3.3 同步采集的实现
3.4 高速摄像系统
3.5 实验系统操作过程
3.6 本章小结
第四章 水下湿法焊接电弧光谱检测及温度计算
4.1 水下湿法焊接引弧过程界定
4.1.1 引弧过程分析
4.1.2 引弧过程光谱采集
4.2 水下湿法焊接引弧过程电弧温度研究
4.2.1 等离子体谱线的选取标准
4.2.2 实验中选取的谱线
4.2.3 引弧温度计算
4.3 不同水深条件引弧温度计算及分析
4.3.1 20m水深引弧温度计算
4.3.2 40m水深引弧温度计算
4.4 水流条件下引弧温度计算及分析
4.5 水下湿法焊接引弧过程电子数密度计算
4.6 本章小节
第五章 水下湿法焊接等离子体组分计算
5.1 水下湿法焊接反应过程分析
5.2 水下湿法焊接等离子体组分光谱诊断
5.3 水下湿法焊接电弧等离子体组分确定
5.4 配分函数的计算
5.4.1 配分函数的意义及计算模型
5.4.2 原子的配分函数
5.4.3 分子的配分函数
5.5 水下湿法焊接电弧等离子体守恒方程
5.6 计算结果与分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要结论
6.2 课题展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国海洋产业结构与海洋经济增长的关系[J]. 寇佳丽,杜军. 华北水利水电大学学报(社会科学版). 2019(05)
[2]水下湿法手工自蔓延焊接技术[J]. 韩凤起,李志尊,孙立明,马云鹤,申超. 焊接学报. 2019(07)
[3]局部干法水下焊接技术的发展[J]. 韩雷刚,钟启明,陈国栋,张芩,王振民. 浙江大学学报(工学版). 2019(07)
[4]海洋石油工程水下焊接技术现状及发展[J]. 方堃. 化工设计通讯. 2018(09)
[5]水下湿法焊接技术研究进展[J]. 马云鹤,李志尊,孙立明,韩凤起. 热加工工艺. 2018(17)
[6]GMAW电弧等离子体平衡成分计算及其在光谱学中的应用[J]. 王飞,李桓,杨珂,TEULET Philippe,CRESSAULT Yann. 光谱学与光谱分析. 2018(07)
[7]基于X射线高速摄像水下焊接熔滴过渡分析[J]. 杜永鹏,郭宁,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[8]焊接电弧监测技术研究现状及展望[J]. 蒋凡,李元锋,陈树君. 机械工程学报. 2018(02)
[9]不同水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分及温度的影响[J]. 郭伟,郭宁,杜永鹏,王甫,冯吉才. 焊接学报. 2016(10)
[10]水下焊接技术研究[J]. 曾檑,胡淋翔,苏迎. 山东工业技术. 2016(12)
博士论文
[1]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]海洋工程用钢水下焊接工艺及接头性能的研究[D]. 孙坤.华南理工大学 2018
[2]大气压下空气电弧组分与折射率计算及其在莫尔偏折中的应用[D]. 邱德川.西南交通大学 2017
[3]基于莫尔偏折的弓网电弧等离子体参数研究[D]. 胡海星.西南交通大学 2017
[4]带水焊接电弧及焊接工艺研究[D]. 戴迪.山东大学 2016
[5]硼酸环境对水下湿法焊接过程及质量的影响研究[D]. 郭伟.哈尔滨工业大学 2015
[6]多股同心药芯水下焊条的研制[D]. 宋运杰.大连海事大学 2015
[7]环境压力对TIG焊接过程的影响研究[D]. 杨晓锋.北京化工大学 2014
[8]基于标准温度法TIG电弧温度场诊断技术研究[D]. 斯红.上海交通大学 2013
[9]水下湿法焊条电弧焊焊接工艺性研究[D]. 马兆龙.天津大学 2012
[10]E40钢药芯焊丝水下湿法焊接工艺研究[D]. 刘一搏.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3202474
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 论文研究的目的及意义
1.2 水下湿法焊接电弧光谱诊断及等离子体组分研究现状
1.2.1 水下湿法焊接研究现状
1.2.2 电弧等离子体光谱检测研究现状
1.2.3 电弧等离子体温度研究现状
1.2.4 电弧等离子体组分研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文研究重点及难点
第二章 水下湿法焊接电弧光谱诊断及等离子体组分计算原理
2.1 水下湿法焊接引弧物理过程
2.2 电弧等离子体辐射、平衡性质及辐射光谱
2.2.1 电弧等离子体的辐射
2.2.2 等离子体平衡性质
2.2.3 电弧等离子体辐射光谱
2.3 水下湿法焊接电弧等离子体温度场计算
2.4 水下湿法焊接电弧等离子体电子密度计算
2.5 水下湿法焊接等离子体组分计算
2.6 本章小节
第三章 水下湿法焊接电弧光谱诊断实验设计
3.1 实验平台设计
3.1.1 压力罐设计
3.1.2 空气压缩机
3.1.3 加压自锁装置
3.1.4 过滤器
3.1.5 接线法兰
3.1.6 水下焊接平台设计
3.2 水下湿法焊接实验平台控制系统设计
3.2.1 伺服驱动系统设计
3.2.2 控制面板设计
3.2.3 控制柜的设计
3.2.4 监控系统
3.3 电弧光谱诊断系统设计
3.3.1 电信号采集系统设计
3.3.2 光谱信号采集系统设计
3.3.3 同步采集的实现
3.4 高速摄像系统
3.5 实验系统操作过程
3.6 本章小结
第四章 水下湿法焊接电弧光谱检测及温度计算
4.1 水下湿法焊接引弧过程界定
4.1.1 引弧过程分析
4.1.2 引弧过程光谱采集
4.2 水下湿法焊接引弧过程电弧温度研究
4.2.1 等离子体谱线的选取标准
4.2.2 实验中选取的谱线
4.2.3 引弧温度计算
4.3 不同水深条件引弧温度计算及分析
4.3.1 20m水深引弧温度计算
4.3.2 40m水深引弧温度计算
4.4 水流条件下引弧温度计算及分析
4.5 水下湿法焊接引弧过程电子数密度计算
4.6 本章小节
第五章 水下湿法焊接等离子体组分计算
5.1 水下湿法焊接反应过程分析
5.2 水下湿法焊接等离子体组分光谱诊断
5.3 水下湿法焊接电弧等离子体组分确定
5.4 配分函数的计算
5.4.1 配分函数的意义及计算模型
5.4.2 原子的配分函数
5.4.3 分子的配分函数
5.5 水下湿法焊接电弧等离子体守恒方程
5.6 计算结果与分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文的主要结论
6.2 课题展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国海洋产业结构与海洋经济增长的关系[J]. 寇佳丽,杜军. 华北水利水电大学学报(社会科学版). 2019(05)
[2]水下湿法手工自蔓延焊接技术[J]. 韩凤起,李志尊,孙立明,马云鹤,申超. 焊接学报. 2019(07)
[3]局部干法水下焊接技术的发展[J]. 韩雷刚,钟启明,陈国栋,张芩,王振民. 浙江大学学报(工学版). 2019(07)
[4]海洋石油工程水下焊接技术现状及发展[J]. 方堃. 化工设计通讯. 2018(09)
[5]水下湿法焊接技术研究进展[J]. 马云鹤,李志尊,孙立明,韩凤起. 热加工工艺. 2018(17)
[6]GMAW电弧等离子体平衡成分计算及其在光谱学中的应用[J]. 王飞,李桓,杨珂,TEULET Philippe,CRESSAULT Yann. 光谱学与光谱分析. 2018(07)
[7]基于X射线高速摄像水下焊接熔滴过渡分析[J]. 杜永鹏,郭宁,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[8]焊接电弧监测技术研究现状及展望[J]. 蒋凡,李元锋,陈树君. 机械工程学报. 2018(02)
[9]不同水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分及温度的影响[J]. 郭伟,郭宁,杜永鹏,王甫,冯吉才. 焊接学报. 2016(10)
[10]水下焊接技术研究[J]. 曾檑,胡淋翔,苏迎. 山东工业技术. 2016(12)
博士论文
[1]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]海洋工程用钢水下焊接工艺及接头性能的研究[D]. 孙坤.华南理工大学 2018
[2]大气压下空气电弧组分与折射率计算及其在莫尔偏折中的应用[D]. 邱德川.西南交通大学 2017
[3]基于莫尔偏折的弓网电弧等离子体参数研究[D]. 胡海星.西南交通大学 2017
[4]带水焊接电弧及焊接工艺研究[D]. 戴迪.山东大学 2016
[5]硼酸环境对水下湿法焊接过程及质量的影响研究[D]. 郭伟.哈尔滨工业大学 2015
[6]多股同心药芯水下焊条的研制[D]. 宋运杰.大连海事大学 2015
[7]环境压力对TIG焊接过程的影响研究[D]. 杨晓锋.北京化工大学 2014
[8]基于标准温度法TIG电弧温度场诊断技术研究[D]. 斯红.上海交通大学 2013
[9]水下湿法焊条电弧焊焊接工艺性研究[D]. 马兆龙.天津大学 2012
[10]E40钢药芯焊丝水下湿法焊接工艺研究[D]. 刘一搏.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3202474
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3202474.html
