等离子弧焊接穿孔、传热与流动的耦合过程 |
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引用本文: | 李岩,冯妍卉,张欣欣,武传松.等离子弧焊接穿孔、传热与流动的耦合过程[J].工程热物理学报,2014(5):939-943. |
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作者姓名: | 李岩 冯妍卉 张欣欣 武传松 |
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作者单位: | 北京科技大学机械工程学院;北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室; |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(No.50936003) |
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摘 要: | 本文建立了考虑穿孔效应的等离子弧焊接传热与流动的三维数学模型。在该模型中,开发出一种新颖的随小孔连动的热源模型,即能量密度仿照实际的焊接热物理过程随小孔增长而动态变化,有效地表征了热量沿厚度方向传输过程。同时应用体积流函数(VOF)方法追踪小孔界面,将小孔深度作为热源参数调控热源分布,实现了穿孔过程与熔池内传热及流动的动态耦合。针对实验工况,数值求解了穿孔焊接过程中动态热量传输和相应的焊接温度场,并考察了小孔界面及其周围熔融金属流动的演变过程;焊接熔池形状尺寸和焊件穿孔时间的计算值与实验数据吻合较好,验证了本文模型的正确性。
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关 键 词: | 热源模型 熔体流动 体积流函数 小孔 等离子弧焊接 |
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