鈹激光熱傳導(dǎo)對接釬焊熔池動態(tài)行為的數(shù)值模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、為了優(yōu)化粉末冶金鈹板的激光熱傳導(dǎo)對接釬焊工藝,建立了三維鈹板激光熱傳導(dǎo)對接釬焊熔池流體流動和傳熱過程的瞬態(tài)數(shù)值模型,對鈹板激光熱傳導(dǎo)對接釬焊熔池動態(tài)行為進行了研究。
   根據(jù)激光熱傳導(dǎo)對接釬焊能量密度集中、熔池的深寬比小的特點,分別建立了復(fù)合熱源模型、指數(shù)旋轉(zhuǎn)拋物線體熱源模型和線性旋轉(zhuǎn)拋物線體熱源模型,并給出了相應(yīng)的函數(shù)表達式。從能量守恒定律、動量守恒定律和質(zhì)量守恒定律的角度出發(fā),建立了鈹板激光熱傳導(dǎo)對接釬焊熱過程的控制微分方

2、程組,并給出了相應(yīng)的初始條件和邊界條件。對控制方程組進行了離散化,用FORTRAN語言編制了相應(yīng)的計算軟件。
   利用新建的熱源模型和熱過程數(shù)值模型,對焊接熔池的動態(tài)行為進行了數(shù)值分析。研究了三種熱源模型在鈹板激光熱傳導(dǎo)對接釬焊數(shù)值模擬過程中的優(yōu)缺點,將三種熱源模型條件下數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測得結(jié)果相比較,結(jié)果表明指數(shù)旋轉(zhuǎn)拋物線熱源模型最適合于描述激光熱傳導(dǎo)對接釬焊過程中熱輸入分布。采用虛擬材料法處理了鈹板激光熱傳導(dǎo)釬焊過程中母

3、材與釬料的對接間隙,并對虛擬材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度和比熱等熱物性參數(shù)對計算結(jié)果的影響進行了分析,確定了對接縫隙虛擬材料需采用的熱物性參數(shù)。計算了不同工藝參數(shù)(激光功率、焊接速度)條件下鈹板激光熱傳導(dǎo)對接釬焊熔池的動態(tài)行為,得到了焊接激光功率和焊接速度恒定條件下熔池三維溫度場、流場和形狀隨時間的瞬時演變規(guī)律,分析了不同激光功率和焊接速度條件下熔池三維溫度場、流場和形狀的變化趨勢。
   本文的工作能夠為鈹板激光熱傳導(dǎo)釬焊工藝的工業(yè)

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