基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器GMAW焊接熔滴行為的研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)電弧GMAW(Gas Metal Arc Welding,熔化極氣體保護焊)焊接既有普通GMAW焊接的各種優(yōu)點,又易于實現(xiàn)焊縫跟蹤和焊接自動化,其正受到愈來愈廣泛的關(guān)注和重視。旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊接過程中的熔滴過渡行為是影響焊接過程穩(wěn)定性及焊接質(zhì)量的重要因素,通過數(shù)值計算的方法對熔滴行為進行模擬,不僅可得出熔滴形狀、尺寸和過渡頻率與焊接參數(shù)的定量關(guān)系,為焊接工藝方案的制定提供依據(jù),而且還能深入地研究熔滴中電流密度的分布、熔滴受力模型和

2、電弧溫度場,也能為熔池的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　本文首先以磁流體動力學理論為依據(jù),借助商業(yè)CFD軟件FLUENT,建立了旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊和非旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊的三維穩(wěn)態(tài)電弧數(shù)學模型,結(jié)合UDF函數(shù)進行二次開發(fā),模擬出了不同模型下的電弧溫度場、速度場和壓力場。并應用后處理軟件Tecplot對所得到的數(shù)據(jù)進行分析對比,結(jié)果表明在旋轉(zhuǎn)頻率不大時,離心力對電弧等離子體本身影響不大,旋轉(zhuǎn)GMAW焊電弧形態(tài)的傾斜主要是因為熔滴受離心力作

3、用而導致焊絲端面傾斜而產(chǎn)生的。
　　為了對旋轉(zhuǎn)電弧熔滴過渡行為進行模擬,本文采用VOF模型和滑移網(wǎng)格技術(shù)建立了三維瞬態(tài)旋轉(zhuǎn)GMAW焊熔滴過渡數(shù)學模型;為了對比分析,建立了二維軸對稱非旋轉(zhuǎn) GMAW焊數(shù)學模型。在 FLUENT中,對這兩種模型進行同參數(shù)下的數(shù)值模擬,得出熔滴在不同時刻的形狀、尺寸和過渡頻率,并對滴落瞬間的熔滴內(nèi)部速度場進行了分析;對不同旋轉(zhuǎn)頻率下的過渡行為進行了模擬,分析旋轉(zhuǎn)頻率與熔滴行為的規(guī)律。
　　最后搭建