大功率激光作用下小孔形成数值模拟

摘要：

激光深熔焊以小孔效应为特征,小孔使得激光束流与被焊接材料之间的耦合效率大大提高.小孔内的逆轫致吸收使得激光能量逐步衰减.另一方面,小孔内等离子体向熔池传热,起到焊接内热源的作用.因此,利用建立组合体热源模型,选择旋转高斯热源和双椭球形体热源模拟激光能量的分布,结合SIMPLE算法,求解不可压缩流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,得到了大Péclet数下的小孔形态.模拟结果显示,控制容积法中的体热源传热方式不同于有限元法的表面热流密度分布方式.最后,将模拟结果和钛合金激光焊接的焊缝形状和尺寸进行了对比,说明所选择的体热源模型在激光深熔焊模拟中具有较好的适应性.

关键词：激光技术、激光焊接、小孔、传热、控制容积法、数值模拟

所属期刊栏目：34

分类号：TG456.7(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：武器装备重点项目610401;国防重点实验室基金51461010304ZS6003

在线出版日期：2008-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：564-568