激光穿孔焊接过程热流场数值模拟

摘要：

采用随小孔形状实时变化的自适应热源,建立了三维光纤激光穿孔焊接过程的数值分析模型.激光热源加载在时变的气/液界面,考虑气相和液相转变过程中存在的传热与传质现象,利用焓-孔介质法处理焊接过程中动量损耗及相变潜热问题.小孔壁面计算主要考虑反冲压力和表面张力,求解VOF方程获得气/液界面.结果表明,焊接过程中可能产生飞溅、焊瘤和余高,小孔前部的金属液体沿着小孔回流至小孔尾部形成焊缝,小孔后部熔池左右两侧可能产生涡旋现象,光致等离子体产生时间极短,穿孔前等离子体最大速度快速增加到102.95n/s左右,穿孔后速度值下降至80 m/s左右,仿真分析为实际焊接过程提供理论依据.

关键词：激光技术、激光穿孔焊接、数值模拟、热流场、熔池、小孔

所属期刊栏目：48

分类号：TG456.9(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家“863”科技计划项目2013AA041003

在线出版日期：2018-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：24-29