激光深熔焊接瞬態(tài)小孔內(nèi)部可壓縮金屬蒸汽動力學(xué)行為研究.pdf

1、激光焊接過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽對小孔和熔池的穩(wěn)定性有重要影響，它們之間的相互作用直接影響焊接過程的質(zhì)量。小孔內(nèi)部金屬蒸汽溫度高，變化劇烈并且常規(guī)條件下不可見，焊接過程中熔池、小孔和金屬蒸汽具有不同的時間尺度。因此，由于缺乏有效的研究方法，目前激光焊接瞬態(tài)小孔內(nèi)部可壓縮金屬蒸汽動力學(xué)行為機理仍不十分清楚。
　　建立了激光焊接連續(xù)過程中瞬態(tài)小孔內(nèi)部可壓縮蒸汽動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，提出了一種新的“雙時間步長”的高效多時間尺度多相流數(shù)值模擬方法，

2、該方法與理論上熔池、小孔、金屬蒸汽的模擬方法相比，提高了數(shù)十倍的計算效率。
　　模擬了典型焊接工藝參數(shù)條件下304不銹鋼激光焊接瞬態(tài)小孔內(nèi)部金屬蒸汽運動狀態(tài)，獲取了孔內(nèi)金屬蒸汽的各個狀態(tài)參量分布及其隨時間的演化情況，發(fā)現(xiàn)金屬蒸汽的最高溫度在4000K左右，其平均壓力在100～113kPa范圍內(nèi)，其密度在0.15～0.3kg/m3范圍內(nèi)。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果及文獻結(jié)果吻合良好。
　　通過比較不同時刻下金屬蒸汽的溫度、壓力、馬赫數(shù)