激光能量和辅助气体对切割能力影响的数值模拟.PDFVIP

3 4 4 Vol． 3 4 No． 4 第 卷 第 期 焊 接 学 报 2 0 1 3 4 April 2 0 1 3 年 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION 激光能量和辅助气体对切割能力影响的数值模拟 1，3 2 1 1 2 2 ， ， ， ， ， 温 鹏 王 威 谭向虎 单际国 王旭友 林尚扬 (1． ， 100084 ;2 ． ， 150080 ; 清华大学机械工程系 北京 机械科学研究总院哈尔滨焊接研究所 哈尔滨 3． ， 310027) 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州 : ， 摘 要 采用旋转高斯激光体热源和氧气流量控制的氧铁燃烧反应放热复合热源 基 、 于计算流体力学建立了能够反映激光切割中激光能量 辅助气体和切缝之间相互作用 ． 的多相流模型 利用该模型对以氧气和氮气为辅助气体的激光切割过程进行了数值模 ， ， 拟 通过改变激光功率和辅助气体压力 研究了热输入和辅助气体流场对激光切割能力 ， ． ， 的影响 并对两种辅助气体的切割结果进行了比较和分析 结果表明 所采用的计算模 ， ． 型较好地模拟出激光功率和辅助气体对激光切割能力的影响 并对切缝形状进行预测 : ; ; ; ; 关键词 激光切割 数值模拟 温度场 流场 辅助气体 中图分类号:TG485 文献标识码:A 文章编号:0253 － 360X (2013)04 － 0057 － 04 温 鹏 0 序 言 辅助气体对切割能力影响的数值模拟研究． ［9］ ， 文中在文献 的基础上 针对氮气切割和氧 ， 、 气切割 建立了能够反映激光切割过程中激光能量 ， 根据辅助气体是否与熔融金属发生反应 激光 辅助气体和切割材料之间相互作用的多相流模型， ． ， 切割分为两类 一类以氮气激光切割为例 热量由