304SS和Ni激光焊接的熔池流动及传热传质研究的任务书.docx

304SS和Ni激光焊接的熔池流动及传热传质研究的任务书
一、研究背景及意义
随着制造工艺的不断发展和成熟，激光焊接技术在航空、航天、汽车、船舶、电子、化工、能源、医疗等领域得到广泛应用。激光焊接工艺具有焊接速度快、加工精度高、热影响区小、变形小等优点，因此备受关注。
而304不锈钢和纯镍材料在许多领域得到广泛应用。304不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、低温强度好、焊接性能好等优良性能，是不少领域中重要的结构材料。而纯镍材料在航空、航天、船舶、核电站等领域中得到广泛应用，比如制造叶片、燃气轮机及叶轮等等。
本研究旨在利用激光焊接技术将304不锈钢和纯镍材料进行焊接，分析熔池流动及传热传质，研究需开展以下工作。
二、研究内容
1.激光焊接工艺条件的选择
选取合适的激光功率、焊接速度、激光束直径等焊接工艺参数，保证良好的焊接效果。可根据焊接规范，焊接材料的特性和目标要求综合考虑，进行参数的选择和确定。
2.焊接试样的制备
选取304不锈钢和纯镍材料，进行制备焊接试样。试样形状和尺寸需要满足研究的要求，比如长方形、圆形等形状，长度和宽度的比例等。将试样表面进行处理，确保试样表面平整、清洁，以提升焊接品质。
3.激光焊接熔池流动的分析
通过高速摄像技术，记录激光焊接过程中的熔池流动状态，分析熔池的形态、大小、控制因素等，并与数值模拟结果进行对比分析。可根据观察和分析结果，探究熔池流动与激光功率、焊接速度、激光束直径等的关系。
4.激光焊接传热传质的分析
采用热仿真分析技术，模拟分析激光焊接过程中的温度场分布，分析热对焊接质量的影响，并结合微观组织分析结果，探究激光焊接过程中传热传质的规律以及影响因素。
5.焊接试样性能测试
通过焊接试样的拉伸试验、冲击试验、显微硬度测试、金相组织观察、断口分析等手段，测试焊缝性能以及测试结果与熔池流动、传热传质等因素的关系。
三、研究意义
1.对激光焊接304不锈钢和纯镍材料的相关研究，可以为激光焊接工艺的发展提供参考。
2.研究激光焊接熔池流动、传热传质等方面，可以为增强焊接工艺的理论支持，以及提高焊接质量提供技术基础。
3.研究焊缝性能测试，可以验证激光焊接效果，并提供参考数据，为激光焊接工艺的应用提供理论支持和实验依据。
四、研究方法
1.焊接试验法：制备焊接试样，选择合适的焊接工艺参数，进行激光焊接试验，并记录实验过程的关键参数。
2.高速摄像技术：用于熔池形态、大小、控制因素等的观测与记录。
3.热仿真分析法：通过数值模拟和计算，探究激光焊接过程中传热传质规律。
4.焊缝性能测试方法：包括拉伸试验、冲击试验、显微硬度测试、金相组织观察等，以便于验证激光焊接效果，并提供参考数据。
五、研究计划
1.第一年：制备焊接试样，选取合适的焊接工艺参数，进行首批激光焊接试验。
2.第二年：分析熔池流动及传热传质规律，并进行数值模拟和计算。
3.第三年：完善焊缝性能测试方法，并进行详细的焊缝性能测试。
4.第四年：汇总和分析研究结果，并对发现的关键问题进行重点讨论和总结，完成研究报告。
六、预期成果
1.建立304SS和Ni材料的激光焊接实验平台，并制备出相关的焊接试样。
2.通过高速摄像技术和数值模拟，研究熔池流动及传热传质规律，分析探究激光功率、焊接速度、激光束直径等参数对熔池流动及传热传质的影响。
3.通过焊缝性能测试，验证激光焊接效果，提供焊接质量的参考参数。
4.撰写研究报告，总结研究结果，形成学术和应用论文，为相关领域的研究提供参考和借鉴。