焊接过程具有局部性、瞬时性、热源的运动性和传热过程的复杂性等特点,焊接过程的传热问题是涉及到整个焊接过程的问题。但是焊接过程的传热问题对焊缝质量有较大的影响,为了提高焊接质量,我们必须对焊接过程的传热问题进行深入的研究。1FLUENT对焊接温度场进行模拟的研究现状近年来,焊接过程进行数值模拟的研究越来越多,他们的研究大多基于CFD软件,其中以FLUENT为主。80926

北京工业大学的朱立奎使用FLUENT软件模拟横向窄间隙TIG焊焊接熔池的热场和流场。他考虑了表面张力、电磁力和浮力对液态熔池金属的影响,耽没考虑电弧压力,同时TIG焊热源为定点热源,不符合焊接实际情况。

北京工业大学的李艳在已知焊接演变的出现和熔深有关的规律基础上,研究了影响熔深的焊接参数比如焊接电流、速度与咬边的关系。她同时提出来一种新的模拟方法就是将TIG焊的焊接熔池表面设为自由变化,但是并没有得出什么有效的结论[30]。论文网

兰州理工大学的石玗等人为了研究表面张力和电磁力对TIG焊熔池的影响,使用FLUENT软件进行了模拟,他假设熔池表面是平面,认为熔池内流体流动的主要驱动力是表面张力,其影响远大于浮力和电磁力,但是在实际焊接情况中熔池表面是不断变化的。

热场和流场会随着电流周期的变化而变化[32],郭朝博为了得到变化规律,建立了二维的焊接电弧模型,使用FLUENT软件对脉冲TIG焊电弧和熔池进行模拟,分析了熔池热场、流场的模拟结果,得出变化规律。

可以发现的是,对TIG焊焊接熔池的流场和热场的模拟做了很多研究,但对双丝焊的模拟就很少。

2双丝焊模拟研究现状双丝焊因其焊接效率高、焊接质量好等特点,越来越多的研究者开始对其

进行研究,但大多数是基于实验基础上的研究,对其进行数值模拟研究的研究

者并不多,以下简介几个对双丝焊进行研究的研究过程。

XuWenli首先模拟了双丝焊的温度场,并对其模拟结果进行分析计算[33],为了验证模拟结果的准确性,用高强铝合金作为母材做了实验来对比。

Tuesk与XuWenli类似,先模拟后实验论证,但他的重点不在模拟计算的过程,而是在于建模过程,他自己建立了双丝焊三维数学模型,实验论证结果表明该模型是一个简单、准确便于实际应用的模型[34]。

北京工业大学的吉玲使用ANSYS软件分析计算了双弧焊焊接熔池,得出了焊接速度、前后焊丝之间距离、两根电弧的能量比例等参数与焊缝产生咬边缺陷的关系[35]。

董克权[36]等人基于高斯热源分布模式和双椭球热源分布模式,建立了基于前述两种模式的双丝焊热源模型,并将两种方法模拟出的结果与实际焊接过程进行对比,最后得出双椭球型热源模型更接近双丝焊的实际情况的结论。

哈尔滨工业大学的孟庆国等人调整了双椭球型热源模型,将其偏转一定的角度,示意图见图1-3所示;修正后的模型与之前的模型相比,误差减小,与试验结果吻合度较好[37]。双椭球热源模型偏转示意图

总的来说,大部分的研究者对双丝焊的数值模拟使用的是有限元法,比如ANSYS等,使用有限体积法的还是不多。而本文就将从有限体积法入手,详细模拟双缆式GMAW焊熔池流场行为。

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