基于VOF算法模擬EBW匙孔移動過程的研究.pdf

1、電子束焊接匙孔形態(tài)是影響焊接質(zhì)量的主要因素之一。為了更準確的計算和分析焊接熱過程，必須更深入研究熔池中液態(tài)金屬的流體動力學狀態(tài)。
　　本文通過對電子束焊接匙孔壁面受力平衡的研究，采用ANSYS軟件對電子束焊接過程溫度場、熔池流場以及匙孔形態(tài)進行了模擬。焊接過程中熔池溫度場與流場的分布狀態(tài)的研究，對于進一步研究電子束深熔焊機理和控制焊接質(zhì)量有著重要的意義。
　　受力平衡研究表明，在電子束焊接過程中，匙孔壁面法向主要受金屬蒸氣反

2、沖壓力、表面張力附加壓力、流體靜壓力、熔池旋轉(zhuǎn)向心力的作用；切向上主要受切向速度引起的剪切力、表面張力梯度引起的切向力。當匙孔動態(tài)平衡時，受力達到平衡；對力的分布規(guī)律進行分析，認為金屬蒸氣反沖壓力和匙孔壁面表面張力是維持匙孔動態(tài)平衡的主要作用力。
　　以匙孔壁面力學平衡條件為基礎(chǔ)，建立了電子束焊接物理模型，并分別對匙孔縱向深入過程與橫向移動過程進行了模擬。在該模型中，采用匙孔自由界面跟蹤算法（引入 VOF模型）實現(xiàn)對匙孔形態(tài)變化的