激光焊接熔池特性的三维数值模拟
本文选题:激光技术 + 焊接 ; 参考:《郑州大学学报(工学版)》2015年06期
【摘要】:为了对激光深熔焊接熔池特性进行三维解析模拟,基于一定的基本假设条件将焊接过程视为准稳态过程,应用激光焊接低碳钢熔池形状和温度分布的三维控制数学模型,以求解相态转变界面为基础,将对激光深熔焊接熔池特性的模拟简化为对气-液相界面和固-液相界面位置和温度分布的积分方程的求解,得出了焊接试样上的熔池几何形状和温度分布情况.结果表明:熔池形状相对光轴中心向后偏移,且熔池前沿壁陡峭,后沿壁过渡平滑;熔池深度和宽度随着激光功率的增大同步增大,随焊接速度的增加同步减小,随光斑尺寸增大熔宽增大而熔深减小;熔池各层面上的最高温度点均偏后于光束中心,等温线分布密集表明激光焊接热影响区窄.
[Abstract]:In order to simulate the weld pool characteristics of laser deep penetration welding, the welding process is regarded as a quasi-steady process based on some basic assumptions. The three-dimensional control mathematical model of weld pool shape and temperature distribution of laser welding low carbon steel is applied.Based on the solution of phase transition interface, the simulation of weld pool characteristics in laser deep penetration welding is simplified as the solution of the integral equation of the location and temperature distribution of gas-liquid interface and solid-liquid interface.The geometry and temperature distribution of the weld pool are obtained.The results show that the shape of the molten pool is shifted backward relative to the center of the optical axis, and the front wall of the molten pool is steep and the posterior transition is smooth, and the depth and width of the molten pool increase synchronously with the increase of laser power, and decrease with the increase of the welding speed.With the increase of the size of the spot, the penetration depth decreases, and the highest temperature points in each layer of the weld pool are inclined to the center of the beam. The dense isotherm distribution indicates that the heat affected zone of laser welding is narrow.
【作者单位】: 厦门理工学院机械与汽车工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51405411) 福建省自然科学基金资助项目(2013J05085)
【分类号】:TG456.7
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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3 吴t,
本文编号:1746253
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