激光-電弧-磁場深熔復合焊接熔池數(shù)值模擬.pdf

1、高功率激光焊接以其能量密度高、焊接熱影響區(qū)小，焊接質(zhì)量高等特點，已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。與此同時，激光焊接也存在著橋連性差、適應(yīng)性差等缺點，因此將激光與其他能場相互耦合進行復合焊接的方法被陸續(xù)提出。復合焊接過程復雜，熔池行為劇烈，一般的實驗手段難以直接獲得焊接過程中熔池及小孔內(nèi)部的溫度場、速度場以及壓力場等內(nèi)部信息，制約了對焊接機理的深入理解和焊接技術(shù)的進一步推廣。本文通過數(shù)值模擬的手段對激光-電弧/磁場復合焊接熔池及小孔的內(nèi)部傳熱

2、和流動過程做了分析。
　　分析了激光、電弧熱源模型及其組合熱源模型的空間分布，考慮了焊接過程中蒸汽反沖作用力、浮力、表面張力、熱毛細力等對熔池及小孔運動的影響，建立了激光-電弧、激光-磁場復合焊接綜合數(shù)學模型。并通過UDF（User Define Function），采用C編程將能量、體積力等源項，邊界條件，材料的熱物性參數(shù)等添加FLUENT控制方程中，基于VOF（Volume of Fluid）方法對小孔及熔池的氣/液界面進行了

3、實時追蹤。
　　研究了激光與電弧焊接的溫度場分布情況，以及偏置型激光-電弧復合焊接熔池的溫度場分布情況及特點。分析了激光-電弧復合焊接前期，小孔的受力情況及小孔的發(fā)展速度，蒸汽反沖作用力對于熔池的流動速度及熔池形態(tài)的決定性作用。
　　研究了激光-磁場復合焊接處于穩(wěn)態(tài)時，不同大小的熱毛細力對熔池流動及熔池形態(tài)的作用，結(jié)果表明熱毛細力是形成“釘子形”焊縫的重要因素。分析了不同磁場強度下熔池的流動及熔化情況，結(jié)果表明對于焊接處于穩(wěn)