等离子-MIG_MAG复合焊接电弧及熔池的数值模拟.pdfVIP

HotWorkingTechnology2016，Vo1．45，No．23

等离子一MIG／MAG复合焊接

电弧及熔池的数值模拟

朴圣君．金成

(大连交通大学材料科学与工程学院，大连116028)

摘要：建立了等离子．MIGM／AG复合焊接电弧一熔池统一的有限元数学模型。在对模型的控制方程分析和边界

条件确定的基础上．使用FLUENT有限元分析软件并进行UDF二次开发，模拟了稳态复合电弧的行为特征及焊接熔

池的形态。结果表明：等离子体电弧与MIG／MAG电弧形成非常良好的复合效果，二者在电磁力的作用下相互耦合，形

成形态较好的电弧高温区。计算的熔池形状与试验相吻合，熔深误差也在合理范围内，验证了复合电弧模拟的准确性。

关键词：等离子．MIGM／AG复合焊；温度场；数值模拟；电弧与熔池；FLUENT

DoI：10．14158／j．cnki．1001-3814．2016．23．057

中图分类号：TG456．2文献标识码：A文章编号：1001．3814(2016)23．0202．04

NumericalSimulationofArcandMoltenPool

ofPlasma—MIG／MAGHybridWelding

PIAOShen~un，JINCheng

(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，DalianJiaotongUniversity，Dalina16028，China)

Abstract：Thefiniteelementmathematicalmodelofarcnadmoltenpoolofplasma-MIG／MAGhybridweldingwas

established．Basedontheanalysisofhtecontrolequationandhteboundaryconditionofhtemodel，usingtheFLUENT

softwareandUDF，htebehaviorcharacteristicsofsatblearcnadhteshapeofweldpoolweresimulated．Theresultsshowthat

theeffectofcompositearcofplasmaarcnadMIG／MAGarcisverygood，nadgoodshapeofrachightemperaturezoneis

formedundermutualcouplingofelecrtomagneticforce．Theshapeofsimulctedmoltenpoolisconsistentwimhtatofthe

calculationofexperimentnadhteerrorofmeltingdephtiswithniareasonablernage，whichverifiesthesimulationaccuracyof

compositearc．

Keywords：plasma·MIG／MAGhybridwelding；temperaturefield；numericalsimulation；racandmoltenpool；FLUENT

近年来，数值模拟技术在焊接领域得到了广泛根据等离子弧燃烧位置的不同。等离子MIG／MAG

的应用，也是焊接技术的一个重要发展方向。电弧复合焊焊枪可以分为旁轴式和同轴式两类，其中旁

作为焊接中的热源，直接影响到焊接过程的温度及轴式焊枪的等离子弧是在钨极和工件之间形成。同

焊后工件的组织和性能．对其进行数值模拟研究是轴式焊枪的等离子弧是在喷嘴和工件之间形成1J【。