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激光-MIG复合焊接热过程与熔池流场的数值分析

论文摘要

建立了激光-MIG复合焊接过程的三维瞬态传热和流体流动模型,分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点,探讨了激光电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响以及多次反射对激光能量分布的影响。结果表明:小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流;后向流动向熔池尾部输运热量和动量,增加熔池体积;而逆时针环流则冲击小孔后壁,降低小孔的稳定性。激光在前时,熔滴和电弧压力作用在小孔后方,并产生两个流动模式:朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用,使得小孔坍塌现象更加严重;朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧,增加了焊缝宽度。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 模型的建立
  •   2.1 工艺特点和简化条件
  •   2.2 控制方程
  •   2.3 激光的热-力分布
  •   2.4 MIG电弧的热-力分布
  •   2.5 熔滴过渡和焊枪倾角
  •   2.6 计算域和边界条件
  •     2.6.1 计算域几何形状
  •     2.6.2 边界条件
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 熔池的温度场和流场
  •     3.1.1 熔池纵截面的温度场和流场
  •     3.1.2 熔池横截面的温度场和流场
  •     3.1.3 熔池水平截面温度场和流场
  •     3.1.4 小孔深度的变化特征
  •     3.1.5 试验验证
  •   3.2 激光电弧前后位置对熔池温度场和流场的影响
  •     3.2.1 熔池纵截面上的温度场和流场
  •     3.2.2 熔池水平截面上的温度场和流场
  • 4 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴向阳,徐剑侠,高学松,武传松

    关键词: 激光技术,激光复合焊接,激光电弧前后位置,小孔行为,熔池流动

    来源: 中国激光 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东大学材料连接技术研究所

    基金: 山东省自然科学基金(ZR2014EEM002)

    分类号: TG456

    页码: 91-102

    总页数: 12

    文件大小: 3283K

    下载量: 430

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/cc257f3f6a8e460a6f2c89fb.html