熔池

摘要： 利用基于背光光源的熔池视觉传感检测系统采集超薄板脉冲微束等离子弧焊焊接过程中熔池轮廓的变化,在平均电流为1.8 A条件下研究基值电流与峰值电流之比(0.29~0.71)、占空比(30%~70%)、脉冲频率(25~100 Hz)对304不锈钢超薄板焊接熔池尺寸和焊缝成形质量的影响。结果表明:在试验条件下采集到的熔池宽度均小于2.5 mm,熔池面积均小于3.5 mm^(2);在平均电流为1.8 A时,随着基值电流与峰值电流之比、占空比、脉冲频率的增加,熔池的最大宽度和面积均逐渐减小;在不同工艺参数下获得了间断焊缝、连续不等宽焊缝、连续等宽焊缝等3种类型的焊缝,占空比为50%、基值电流与峰值电流之比为0.50,脉冲频率为25,100,500 Hz时所获得的焊缝成形质量最好,为连续等宽焊缝。

摘要： 激光焊接匙孔和熔池行为与焊接缺陷的形成和焊接质量直接相关,研究激光焊接匙孔和熔池行为对理解激光焊接机理和控制焊接质量具有重要意义。国内外学者根据焊接过程中的物理现象和测试数据,提出了相应的数学模型和计算方法,来模拟熔池内部的流动行为、匙孔的演化行为及其内部金属蒸汽的动力学行为,通过激光焊接熔池行为的数值模拟可提前预测并采取相应措施降低焊接缺陷的形成,将有利于提高激光焊接工件的焊缝质量。对国内外激光焊接熔池行为的数值模拟技术,如激光深熔焊、双束激光焊接、真空激光焊接、磁场作用下的激光焊接、液态金属作用下的激光焊接熔池动态行为数值模拟的研究现状进行了分析和概括,以期为激光焊接熔池数值模拟方面的研究提供参考。

摘要： 针对乏燃料后处理溶解器腐蚀裂纹等缺陷的快速、一次性、可靠焊接修复工程技术需求,提出一种直流叠加脉冲型TIG深熔焊接方法,在10和16 mm厚304不锈钢板上进行了系列平板堆焊工艺试验.以电弧-熔池特性变化为研究对象,对比分析脉冲电流作用和直流叠加脉冲型电流作用的电弧行为、熔池流动行为及温度场的变化规律,探讨了直流叠加至脉冲电流波形的焊缝熔深增加机理.结果表明,高频脉冲电流使电弧产生电磁收缩效应,且电弧被压缩程度及焊缝熔深与脉冲频率(1~5 kHz)成正相关;叠加直流的高频脉冲电弧具有更高的电流、能量密度,进一步提高了熔池表面液态金属温度及增加了熔池电磁搅拌力使熔池流动加剧、对流换热充分、熔池热惯性作用增强,进而使焊缝熔深增加.试验验证了该方法能够实现5 mm厚304不锈钢板对接可靠的单面焊双面成形.

摘要： 采用选区激光熔化技术,制备了316L不锈钢3D打印样品,研究了3D打印体能量密度、微熔池结构和拉伸性能之间的相关性。结果表明,在实验范围内(打印体能量密度从92.59 J/mm^(3)增大到162.04 J/mm^(3)),3D打印样品抗拉强度先增大后下降,体能量密度145.83 J/mm^(3)时,抗拉强度达到峰值498.48 MPa。熔池的形貌和尺寸与体能量密度相关,熔池近似面积随体能量密度提高先增大后降低。3D打印样品室温拉伸性能与微熔池的形貌结构有明显相关性,在拉伸过程中会沿熔池边界发生破坏,熔池近似面积越大,熔池边界占比小,样品抗拉强度相对较高。研究结果可为调控3D打印样品微观组织、改善材料性能提供参考。

摘要： 近年来,由于选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术解决了兼顾复杂结构和高性能金属构件快速制造的技术难题,其成为了学者们研究的热点。然而,SLM打印过程中具有温度梯度高且存在多尺度、多因素与多形式热物理间耦合交互作用等特点,构件内部不可避免地会产生缺陷。如何制备出致密度高、综合力学性能好的打印构件是目前SLM技术亟需解决的问题之一。打印参数的选取直接决定了构件的打印质量。大部分的打印参数优化方法都以试验法为主,但是如今材料更新换代速度快,面对不同的材料种类,需要重复进行相应的试验。目前,缺少基于理论基础的打印工艺调控方法。SLM构件内部是由大量熔池堆叠而成,熔池的形貌与性能直接影响构件最终的打印效果。因此,学者们开始将研究目光放在熔池上。相比于试验法,以熔池为研究对象的优化方法具有一定的普适性并且试验所需的成本与时间也大幅减少。但是该方法还面临着熔池形貌表征困难和打印参数对熔池形貌的影响机理不清晰等问题,因此还需要进行进一步探索。本文详细地梳理了SLM打印参数调控方法相关的国内外文献,对打印构件内部缺陷、熔池形貌和打印参数对构件成型的影响等方面的研究现状及动态进行了介绍。本文阐述了SLM打印参数和构件内部熔池在构件内部形貌调控的重要性,梳理了该领域中目前还待进一步探索的问题,为选区激光熔化技术的深入发展和应用提供参考与帮助。

摘要： 目的对比有无超声作用下熔体润湿行为,阐明超声对于熔体润湿行为的影响及作用机制,为超声辅助激光熔覆高质量成形提供参考。方法基于高速相机拍摄研究了超声对于液滴润湿性的作用效果,进而研究了超声辅助激光熔覆过程中熔池的润湿行为,使用Canny算法提取熔池轮廓,采用体视显微镜和共聚焦显微镜观察试样宏观形貌,采用光学显微镜观察分析微观组织。结果将超声振动施加于金属液滴,其在基板表面润湿性增强,金属液滴与基板接触面积增大39.3%。在熔覆过程中引入超声振动,熔池面积显著增大。随着超声功率比的增强,熔覆层的熔高降低,熔深减小,熔宽逐渐增大,熔覆层逐渐由弧形轮廓变为扁平。当超声功率比为80%时,熔覆层高度为无超声下的75.2%,熔覆层和基体之间的润湿性显著改善。在微观形貌上,超声能够改变晶粒生长方向,抑制枝晶外延生长。结论超声振动作用于激光熔覆过程中,促进了熔体的润湿作用且加大了熔池流动性。熔体润湿行为的改变导致扁平熔覆层形状的形成,熔覆过程中熔池面积增大,熔池流动性增强,导致晶粒生长方向与枝晶长度的改变。

摘要： 激光熔丝增材制造作为一种定向能量沉积技术,具有很好的发展前景。文中对国内外激光熔丝增材制造监测与控制系统进行归纳概述。现阶段,国内外激光熔丝增材制造常见的监测系统包括结构光扫描系统、红外测温成像系统等,实时监测沉积层高度、熔池状态;常见的控制系统为以闭环控制策略为主的在线反馈送丝速率控制系统、在线反馈激光功率控制系统等,在线监测系统与控制系统协同作用,能够显著优化增材制造工艺、提高成形质量。介绍了包括三维超声波扫描技术、电磁振动监测技术在内的新兴激光熔丝增材制造监测技术。结合激光熔丝增材制造技术的工艺难题对下一代监测与控制系统进行展望。国内外对沉积层高度和宽度、熔池尺寸和温度等监测对象已有较为充分的研究和试验验证,但在沉积过程中,由于激光的高能量密度会造成高温度梯度,因此对沉积过程在线高精度、高质量监测与控制技术的研究变得至关重要。

摘要： 针对聚变堆用316LN奥氏体不锈钢材料,分别在连续激光和脉冲激光模式下进行了激光填丝焊接试验。主要研究了不同焊接工艺参数下的焊丝熔入特征及其对焊缝质量的影响,并对连续激光与脉冲激光焊接熔池流动及熔池形貌、接头的显微组织进行了研究。结果表明,连续激光填丝焊和脉冲激光填丝焊在合适的焊接工艺参数下均能获得焊丝液桥过渡,且熔池铺展均匀、焊缝成形良好。与脉冲激光填丝焊相比,连续激光填丝焊在坡口中的熔池长度约是脉冲激光填丝焊的3倍,温度梯度较大,更易产生侧壁未熔合和贯穿焊缝中心的凝固裂纹等缺陷。连续激光填丝焊的焊缝显微组织以柱状晶为主,由焊缝两边向焊缝中心生长,方向性强。脉冲激光填丝焊的焊缝两侧显微组织以柱状晶为主,各个区域都受到了相邻脉冲的重复作用,具有周期性,产生二次结晶,有助于熔池的搅动和晶粒细化,打乱了枝晶生长的方向性;焊缝中心区域为方向各异的柱状晶和等轴晶,枝晶间距减小,能够抑制裂纹的产生。

摘要： 选择激光选区熔化(selective laser melting,SLM)工艺中不同激光功率和扫描速度的参数组合制备GH3536高温合金试样,采用μCT技术表征试样内部的孔隙率及缺陷特征,同时采用光学显微镜和扫描电镜验证缺陷类型,并分析熔池形貌。结果表明:SLM工艺参数与合金中缺陷特征和熔池形貌密切相关,优化参数组合时连续性熔池具有较大的长宽比、彼此搭接良好,同时成形试样的孔隙率远低于0.01%,存在随机分布、尺寸较小的气孔;偏离优化参数组合时不仅在间断性熔池界面形成了尺寸较大的孔洞,而且增加了SLM成形过程的不稳定性,形成了少量的未熔合,这两类缺陷均具有一定的各向异性;试样中还存在未能被μCT发现的微气孔和微裂纹。

摘要： 对某管道对接环焊缝进行X射线检测时,发现环焊缝附近管体部位存在多个密集性圆孔缺陷。为了确定这些圆孔缺陷形成的原因,对缺陷钢管进行了宏观分析、X射线检测、金相分析、扫描电镜(SEM)及能谱分析,并对这些试验结果进行了综合分析。分析结果表明,钢管环焊缝附近管体密集型圆孔是焊接过程中焊接金属熔池附近管体材料在高温下熔化后重新结晶过程中产生的气孔缺陷。建议选择强度稍低的焊接材料,并严格控制现场作业,做好焊口预热准备工作,控制好工艺参数,防止焊接熔池体积增大、熔池过热度增加而对焊缝附近母材的性能造成不良影响。

摘要： 为减少熔覆层中气孔缺陷,本文采用在熔覆过程中同时耦合稳态磁场和稳态电场形成定向洛伦兹力的方法,增强激光熔覆熔池的排气能力.本文基于多物理场耦合原理及移动网格法,建立了定向洛伦兹力作用下的熔池模型.采用离散元法模拟熔池内的气泡运动,同时考虑气泡所受流体拖曳力、浮力以及外加洛伦兹力的作用.仿真及实验结果均表明,在相同激光工艺条件下,附加电流密度5×106A/m2,磁场强度0.6T,洛伦兹力向上时,熔池最高流速被抑制62.5％,流体对气泡拖曳能力降低,同时气泡运动方向发生向下偏转,熔覆层中气孔数量明显增多;洛伦兹力向下时,熔池最高流速被抑制25％,但气泡向上"浮力"增大,加速气泡从熔池逸出,得到无气孔的致密熔覆层.

摘要： 当前,电弧炉炼钢广泛采用底吹技术以强化熔池搅拌、加速冶金反应和提升产品质量.本文通过数值模拟和水模型实验研究了底吹条件下电弧炉炼钢熔池内流体流动特性,分析了底吹流股对流体流动的影响作用规律.同时结合工业生产实测数据,发现电弧炉底吹技术的运用可通过强化熔池搅拌,加快了熔池内热量传递,均匀了熔池钢液温度,大大提高了冶炼过程热量的利用效率.

摘要： 提出了一种基于熔化极气体保护焊的纵向稳态磁场辅助的电弧增材制造技术,建立了电弧增材制造过程中熔池的电磁、热耦合多相流数值模型,分析、对比了普通熔积和纵向稳态磁场辅助熔积过程中熔池温度场和速度分布以及熔池动态过程后发现,纵向稳态磁场和熔积电流作用在熔池中产生的切向电磁力,推动熔池液态金属向熔池边缘流动,形成熔池搅拌.通过实验对比单道熔积和多道搭接熔积发现,纵向稳态磁场辅助熔积能够减小熔积层高度、增大熔积层宽度,形成平缓的熔积层形貌,这种形貌的改变有利于多道搭接熔积,以及提高成形件几何尺寸精度和表面质量.

摘要： 气流辅助增强匙孔激光焊是采用单独一股气流直吹匙孔、使匙孔向下凹陷从而有效增加焊接熔深的新工艺方法.采用30W的808nm激光主动光源,旁轴配置的高速摄像系统对气流辅助增强匙孔激光焊的熔池小孔特征进行了监测。焊接设备采用了激光最高功率为1.5kW的板条型CO2气体激光器,对比研究了气流增强匙孔激光焊、传统激光焊的熔池和小孔特征.结果表明:气流的引入进一步压制了激光焊接等离子体,一定程度上增加了小孔的稳定性;气流增强匙孔激光焊的熔池更为狭长,熔池形状变得狭长,熔池更窄更长,熔池宽度减少约25％,熔池长度增加约48％;气流的引入增加了液态熔池的停留时间,有助于降低焊缝的冷裂倾向,有助于熔池中气泡和熔渣的浮出:由于较强气流的冷却作用致使熔池最高温度降低,因此辅助气流流量合适时不会引起焊缝晶粒的粗大。

摘要： 等离子弧焊接熔池穿孔过程及其动态行为对焊接质量有决定性影响。本文从宏观的焊接传热过程出发，建立恰当的组合式体积热源分布模式，确定了等离子弧焊接温度场和熔池形状。在此基础上，构建等离子弧和熔池纵截面的流速分布函数，采用Level-Set 法描述穿孔等离子弧焊小孔界面的动态演变过程，探讨了6 mm 厚度不锈钢板等离子弧焊接小孔形状与尺寸随时间变化的规律。开展了等离子弧焊接工艺实验，通过测试穿孔时的等离子弧尾焰电压信号，确定熔池的穿孔时刻，对数值分析结果进行了验证。

摘要： 转炉炉口的火焰信息和熔池碳含量及温度之间存在紧密联系.实时采集转炉炉口火焰光强和图像信息,可以对熔池碳含量和温度进行预报.基于光电技术、机器视觉和冶金原理的火焰分析技术在钢厂得到了应用,使用效果表明,当终点碳含量＜0.15％,控制范围为±0.02％时,碳命中率大于90％,温度控制范围为±15°C时,温度命中率大于90％,这一技术对提高中小转炉控制水平、提升钢材产量和质量具有积极意义.

摘要： 本文对粗丝高速MAG 焊驼峰焊道的形成机理进行了研究.采用高速摄像采集系统对焊接过程中的电弧形态和熔池流动状况进行了高速摄像,提出了动态平衡点的观点,认为动态平衡点远离电弧是焊缝产生驼峰焊道缺陷的根本原因.任何促使动态平衡点移向电弧的因素,都有利于抑制驼峰焊道的产生.

摘要： 本文针对济钢210t 转炉炉型特点和过程供氧强度要求，调整氧枪喷头参数设计，提高了冶炼控制稳定性、降低了转炉终渣全铁含量、提高了熔池部位的溅渣效果，有效解决了炉口炉帽部位粘铁、积渣问题。

摘要： 玻璃熔窑主要向着大型化发展，瓶罐产品的熔窑熔化面积100m2以上形成主流，配三条以上多组多滴行列机；器皿产品70 m2以上形成主流，配置十条以上成型机。

摘要： 玻璃熔窑主要向着大型化发展，瓶罐产品的熔窑熔化面积100m2以上形成主流，配三条以上多组多滴行列机；器皿产品70 m2以上形成主流，配置十条以上成型机。

摘要： 本发明提供一种电弧炉炼钢熔池模拟装置、模拟系统和使用其模拟测量熔池内熔体温度的方法。电弧炉炼钢熔池热量混匀模拟装置，包括模拟熔池、顶吹气体喷嘴、侧吹气体喷嘴、底吹气体喷嘴和测温元件。电弧炉炼钢熔池热量混匀模拟系统包括模拟装置以及容纳于容置空间中的流体。模拟测量熔池内熔体温度的方法，包括：将所述流体加入模拟熔池内，静置分层后通过顶吹气体喷嘴和侧吹气体喷嘴向水溶液中输入水蒸气，通过底吹气体喷嘴向水溶液中输入气体；记录测温元件测得的温度值，得到温度随时间变化的关系。本申请提供的模拟装置和系统，可以有效模拟测量电弧炉炼钢熔池熔体温度的情况，为生产提供理论依据和指导。

摘要： 本发明公开了一种熔池熔炼快速造熔池方法，它包括以下步骤：（1）、投料：将含有Cu、Fe、SiO2和CaO的贫化电炉水淬渣投放至烘炉底形成厚度为300-400cm的底层料；（2）、烘炉：待底层料投放完毕，分三阶段逐步升温至900°C，当炉膛温度大于900°C时，烘炉结束；（3）、造熔池：向炉腔内投料，当待底层料开始融化时，改变加料量直至炉膛内熔体分层且有喷溅渣形成。本发明的有益效果是将熔池熔炼烘炉和富氧造熔池有机整合在一起高效快速造熔池，三阶段逐步升温能迅速过渡到造锍熔炼产物的产出，形成熔体温度高，渣流动性好，粘度低，且燃料消耗少，投资少，操作简单，环保清洁，适用于大部分熔池熔炼造熔池。

摘要： 一种控制增材制造处理的方法，其中使用定向能量源来选择性地熔化材料以形成工件，在熔化过程中形成熔池，该方法包括：使用成像设备来产生包括个体图像元素的阵列的熔池的图像，图像包括对于每个个体图像元素的至少一个物理性质的测量值；根据测量值，映射熔池的熔池边界；计算熔池的分形维数；和参考分形维数，控制增材制造处理的至少一个方面。

摘要： 本申请公开了一种连铸熔池液位检测系统及连铸熔池液位控制方法，该系统包括：图像采集装置，图像采集装置包括CCD相机和控制器，CCD相机与控制器通过抗干扰电缆连接，CCD相机安装于连铸熔池上方设置的旋转支架上，图像采集装置用于在所述控制器的控制下通过CCD相机获取连铸熔池内钢液与铸辊交界区域图像信息；图像处理装置，图像处理装置与控制器连接，图像处理装置用于对图像采集装置传输的图像信息进行处理，以及基于处理后的图像信息得到钢液的液位高度；冷却装置，冷却装置为水冷保护罩，CCD相机位于水冷保护罩内；吹扫装置，吹扫装置设置于CCD相机前端，吹扫装置用于在CCD相机前端排出气体。

摘要： 本申请公开了一种连铸熔池液位检测系统及连铸熔池液位控制方法，该系统包括：CCD针孔相机，CCD针孔相机包括一对，CCD针孔相机安装于连铸熔池上方底座位置；相机控制器，相机控制器通过电缆与CCD针孔相机连接；相机冷却外壳，CCD针孔相机设置于相机冷却外壳中，冷却外壳外端包括水冷接口和气冷接口，相机冷却外壳还包括水道夹层，水道夹层与水冷接口连通，通过水冷接口向水道中注入冷却水以使冷却水在水道中循环；气管，气管与气冷接口连接，连接CCD针孔相机与相机控制器的电缆穿过气管；工控机，工控机与相机控制器通过以太网连接，工控机用于通过相机控制器获取CCD针孔相机采集的图像信息，以及基于图像信息分析连铸熔池的液位信息。

摘要： 本发明提供一种电弧炉炼钢熔池模拟装置、模拟系统和使用其模拟测量熔池内熔体温度的方法。电弧炉炼钢熔池热量混匀模拟装置，包括模拟熔池、顶吹气体喷嘴、侧吹气体喷嘴、底吹气体喷嘴和测温元件。电弧炉炼钢熔池热量混匀模拟系统包括模拟装置以及容纳于容置空间中的流体。模拟测量熔池内熔体温度的方法，包括：将所述流体加入模拟熔池内，静置分层后通过顶吹气体喷嘴和侧吹气体喷嘴向水溶液中输入水蒸气，通过底吹气体喷嘴向水溶液中输入气体；记录测温元件测得的温度值，得到温度随时间变化的关系。本申请提供的模拟装置和系统，可以有效模拟测量电弧炉炼钢熔池熔体温度的情况，为生产提供理论依据和指导。

摘要： 本发明公开了一种熔池熔炼快速造熔池方法，它包括以下步骤：（1）、投料：将含有Cu、Fe、SiO2和CaO的贫化电炉水淬渣投放至烘炉底形成厚度为300-400cm的底层料；（2）、烘炉：待底层料投放完毕，分三阶段逐步升温至900°C，当炉膛温度大于900°C时，烘炉结束；（3）、造熔池：向炉腔内投料，当待底层料开始融化时，改变加料量直至炉膛内熔体分层且有喷溅渣形成。本发明的有益效果是将熔池熔炼烘炉和富氧造熔池有机整合在一起高效快速造熔池，三阶段逐步升温能迅速过渡到造锍熔炼产物的产出，形成熔体温度高，渣流动性好，粘度低，且燃料消耗少，投资少，操作简单，环保清洁，适用于大部分熔池熔炼造熔池。

摘要： 本发明公开了一种顶吹熔池熔炼炼锑方法，其特征是它包括下列步骤：备料、配料、熔炼、收尘、排渣，采用上述方法的熔池熔炼炉，其特征是炉体[6]的熔池[1]深度为1500mm-2000mm，炉体[6]上部即炉顶设有加料口[2]和用于加入燃料、富氧空气的喷枪[3]；烟道[4]设在炉体[6]顶部，炉体[6]底部设有放渣口[7]，本发明能连续化稳定生产，强化熔炼过程，生产效率高；锑氧粉质量好，烟气能用来制取工业浓硫酸，彻底解决环保问题；以烟煤和块煤代焦炭，降低了生产成本；对原料适应性广，可处理较低品位原剂的锑矿，还可处理铅锑矿。

摘要： 本发明公开的利用中频熔池冶炼有色金属的新方法及中频熔池炉,是用由中频炉32、预热冷凝部33、冷凝部34和炉外冷凝器18构成的中频熔池炉熔化其炉膛内的导磁体形成金属熔池,作为加热载体来加热含铅冶炼原料,进行还原反应,促使低沸点有色金属气化为蒸气,由冷凝部34和炉外冷凝器18收集,并使能熔于铅中的其他有色金属聚集于铅液中,沉于金属熔池底部得以回收。本发明具有能耗低、金属回收率高、投资小、生产成本低、用于环保治理的投资较小,且能利用低品位多元素共生矿石或含有多元素的冶金炼渣等特点,可用来冶炼多种有色金属。

摘要： 本实用新型公开了一种可侧部加料的顶吹式熔池熔炼炉，属于熔炼炉领域，解决了顶吹式熔池熔炼炉需要将物料破碎后再加料，影响生产效率的问题。本实用新型包括顶吹炉体，顶吹炉体内设有喷枪，顶吹炉体顶部设有排烟口，还包括加料池和加料平台，加料池连接在顶吹炉体一侧并与该侧顶吹炉体下端相连通，加料平台设在加料池侧部，加料平台和顶吹炉体之间具有空隙，该空隙作为加料通道，加料通道位于加料池上方。本实用新型采用侧部加料的方式，大块物料无需破碎，可直接经加料平台、加料通道加入加料池内，物料由加料池进入顶吹炉体参与熔炼，这种加料方式不影响顶吹炉体内的正常反应。