等離子弧熱-力作用隨穿孔過程的實(shí)時(shí)調(diào)整.pdf

1、穿孔等離子弧焊接（PAW）過程中，熔池內(nèi)出現(xiàn)小孔。小孔與熔池相互作用，小孔形狀與尺寸直接影響熔池內(nèi)流體的流動(dòng)和傳熱，因而對焊縫成型質(zhì)量有重要影響。本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上，探討等離子弧熱-力作用在穿孔過程中的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)一步提高小孔與熔池流場與熱場的數(shù)值分析精度，具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　 根據(jù)穿孔等離子弧焊接的工藝特點(diǎn)，建立了隨小孔深度動(dòng)態(tài)調(diào)整的組合式熱源模型以及等離子弧壓力分布模型。熱源模型的實(shí)時(shí)調(diào)整包括兩部

2、分。首先，熱源在不同時(shí)刻作用區(qū)域不同。其次，不同時(shí)刻兩部分熱源所占總的熱量輸入的比例不同。電弧壓力分布模型根據(jù)小孔深度變化而實(shí)時(shí)調(diào)整。當(dāng)沒有小孔形成時(shí)，等離子弧作用在一定區(qū)域內(nèi)，當(dāng)小孔逐漸形成后，等離子弧作用區(qū)域明顯變化。因此，隨著小孔深度不斷增加，小孔界面上的等離子弧壓力分布要相應(yīng)調(diào)整。
　　 利用建立的三維瞬態(tài)熔池和小孔熱場、流場的數(shù)學(xué)模型，采用動(dòng)態(tài)的組合式體積熱源模式和電弧壓力分布模型，分別對6mm和8mm厚度不銹鋼工件進(jìn)