TIG焊三維熔池的數(shù)值模擬.pdf

1、TIG焊接由于焊接過程穩(wěn)定易于控制，可以自動清除工件氧化膜，適合全位置焊接以及焊接質(zhì)量高等特點在生產(chǎn)中大量的應(yīng)用。由于焊接過程中熔池內(nèi)發(fā)生的各種復(fù)雜的物理化學(xué)變化對于焊縫成形和焊接接頭力學(xué)性能有著重要的影響，因此對于焊接熔池的物理過程進(jìn)一步了解，能夠更好的實現(xiàn)焊接過程控制以及改進(jìn)焊接方法。本文應(yīng)用Flent軟件對TIG焊熔池的行為進(jìn)行了數(shù)值分析。
　　 首先，在已有工作的基礎(chǔ)上，基于TIG焊物理物理過程，采用有限體積法，利用Fl

2、uent軟件建立了TIG焊熔池的三維數(shù)學(xué)模型。根據(jù)流體力學(xué)的質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒方程，通過選擇合適的熱源模型，對TIG焊熔池進(jìn)行了數(shù)值分析，通過對比在不同焊接電流、不同表面張力溫度系數(shù)、不同焊接速度作用下焊接熔池行為，得出了焊接電流、表面張力溫度系數(shù)、焊接速度等對焊接熔池溫度場、流場的影響規(guī)律。并在TIG焊熔池的模型加上脈沖電流，與恒流作用的熔池進(jìn)行對比，并考慮脈沖頻率的影響，對脈沖TIG焊熔池行為進(jìn)行了分析。
　　 其

3、次，對不銹鋼薄板TIG焊熔池形貌進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過激光點陣投射熔池表面的方法對熔池形貌進(jìn)行測試，熔池表面金屬液反射的激光點陣經(jīng)過恢復(fù)算法還原熔池表面形狀，并用數(shù)值模擬結(jié)果與之進(jìn)行對比。驗證了TIG焊熔池模型的可靠性。針對熔池的表面變形建立二維軸對稱模型，對自由表面變形情況下的TIG熔池進(jìn)行初步建模與研究。采用VOF模型處理熔池自由表面，模擬的熔池溫度場與流場結(jié)果基本反應(yīng)了自由表面變形情況的TIG焊熔池特征，這部分內(nèi)容還有待深入研究。<