| 2008 №07 (01) | 2008 №07 (03) |
Журнал «Автоматическая сварка», № 7, 2008 г., с. 15-19
Моделирование динамического поведения сварочной ванны при лазерной и гибридной сварке с глубоким проплавлением
Г.А. Туричин1, Е.А. Валдайцева1, Е.Ю. Поздеева1, Е. В. Земляков1, А.В. Гуменюк2
1Санкт-Петербург. гос. политехн. ун-т, РФ2Федерал. ин-т исследования и тестирования материалов, г. Берлин, Германия
Реферат
Описано моделирование динамических процессов в сварочной ванне при лазерной сварке с глубоким проплавлением. На основе формализма механики Лагранжа построена математическая модель динамического поведения сварочной ванны, учитывающая особенности гидродинамики и межфазного тепломассообмена в сварочной ванне. Полученные результаты позволяют количественно описать автоколебания формы канала проплавления и парогазового канала. Разработанная модель позволила проанализировать процессы схлопывания парогазового канала, приводящие к появлению дефектов.
Ключевые слова: лазерная сварка, автоколебательный процесс, дефекты, математическая модель, мониторинг
Список литературы
1. Porosity formation mechanism and its prevention in laser welding / A. Matsunawa, M. Mizutani, S. Katayama, N. Seto // Welding Intern. — 2003. — 17(6). — P. 431–437.2. Theoretical description of the dynamic phenomena in laser welding with deep penetration / V. Lopota, G. Turichin, I. Tzibulsky et al. // SPIE Proc. — 1999. — Ser. 3688. — P. 98–107.
3. Process instability in laser welding of aluminum alloys at the boundary of complete penetration / T. Forsman, J. Powell, C. Magnusson // J. Laser Applications. — 2001. — Okt., 13, iss. 5. — P. 193–198.
4. Bashenko V. V., Mitkevich E. A., Lopota V. A. Peculiarities of heat and mass transfer in welding using high energy density power sources // 3d Intern. coll. on EBW. — Lion, 1983. — P. 61–70.
5. Лопота В. А., Смирнов В. С. Структура материала и его параметры в зоне действия луча при лазерной сварке с глубоким проплавлением // Физ. и химия обработки материалов. — 1989. — № 2. — С. 104–115.
6. Dynamics of keyhole and molten pool in laser welding / Akira Matsunawa, Jong-Do Kim, Naoki Seto et al. // J. Laser Applications. — 1998. — Dec., 10, iss. 6. — P. 247–254.
7. Zuev I. V., Selischev S. V., Skobelkin V. I. Self-oscillations under action of high density energy source on materials // Phys. and Chem. of Material Treatment. — 1980. — № 6. — P. 3–7.
8. Углов А. А., Селищев С. В. Автоколебательные процессы при воздействии концентрированных потоков энергии. — М.: Наука, 1987. — 152 с.
9. Мирзоев Ф. Х. Испарительно-капиллярная неустойчивость в глубокой парогазовой каверне // Квант. электроника. — 1994. — 21(2). — P. 147–150.
10. Туричин Г. А. Гидродинамические аспекты устойчивости парогазового канала при лучевых видах сварки // Физ. и химия обработки материалов. — 1996. — № 4. — С. 74–81.
11. Melt pool dynamics during laser welding / V. V. Semak, J. A. Hopkins, V. H. McCay et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. — 1995. — 28. — P. 2443–2450.
12. Mechanism of keyhole formation and stability in stationary laser welding / Y. Lee Jae, H. Ko Sung, F. Farson Dave, D. Yoo Cgoong // Ibid. — 2002. — 35. — P. 1570–1576.
13. Kaplan A. A model of deep penetration laser welding based on calculation of the keyhole profile // Ibid. — 1994. — 27. — P. 1805–1814.
14. A tool for efficient laser processing / E. Beyer, M. Dahmen, B. Fuerst et al. // Proc. of 14th Intern. congr. on application of lasers ICALEO-95. — San Diego, USA, 1995. — P. 1035–1039.
15. Powerful features for LBW-including theoretical aspects / B. Schulz, S. Fuerst, G. Kaierly et al. // ICALEO’96. — Detroit, USA, Orlando, Fla.: LIA, 1996. — P. 1–9.
16. Туричин Г. А. Теоретические основы и моделирование лучевой сварки металлов с глубоким проплавлением. — Дис. … д-ра техн. наук. — СПб., 2000. — 229 с.
17. Лопота В. А., Сухов Ю. Т., Туричин Г. А. Модель лазерной сварки с глубоким проплавлением для применения в технологии // Изв. АН СССР. Сер. физ. — 1997. — 61, № 8. — С. 1613–1618.
This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.