激光焊接瞬态小孔内部金属蒸汽动力学数值模拟研究
基于激光焊瞬态小孔和动态熔池间断耦合模型,考虑反冲压力、环境压力以及蒸汽的可压缩性等因素,耦合无粘性1Euler方程建立了光纤激光焊接瞬态小孔内部可压缩金属蒸汽流动行为三维数学模型,模拟了瞬态小孔内部金属蒸汽的流动行为,获得了金属蒸汽密度、压力、速度、马赫数等物理量在瞬态小孔内部的三维分布.结果表明:在所研究的工艺条件下,瞬态小孔内部的金属蒸汽状态非常不稳定,其密度、压力、速度和马赫数分布很不均匀,且随时间变化十分剧烈.金属蒸汽在小孔中下部能够形成一个高压区,使蒸汽有向下运动的趋势.小孔开口处的金属蒸汽的喷出速度随时间呈显出先快速增加至一峰值,然后逐渐减小的趋势.小孑L内部金属蒸汽的最大速度可以达到数百米每秒,其最大速度以3kHz-6kHz的频率作高频振荡.模拟得到的金属蒸汽动力学特征与金属蒸汽的高速摄影实验结果、光信号分析实验结果以及文献结果良好吻合.
激光焊 瞬态小孔 金属蒸汽 动力学参数 数值模拟
陈鑫 庞盛永 陈伟东 周建新 廖敦明
华中科技大学 材料成形及模具技术国家重点实验室,武汉430074
国内会议
南昌
中文
1-11
2013-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）