| 2008 №10 (02) | 2008 №10 (04) |
Журнал «Автоматическая сварка», № 10, 2008 г., с. 19-26
Моделирование процессов испарения металла и газодинамики металлического пара в парогазовом канале при лазерной сварке
И.В. Кривцун1, С.Б. Сухоруков1, В.Н. Сидорец1, О.Б. Ковалев2
1ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11.2Ин-т теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, г. Новосибирск, РФ
Реферат
Предложены самосогласованные математические модели процессов испарения металла, поверхностной конденсации и газодинамики металлического пара внутри парогазового канала, формирующегося в расплавленном металле при лазерной сварке с глубоким проплавлением. Проведен численный анализ тепловых и газодинамических характеристик потока пара в парогазовом канале при лазерной сварке стали. Исследовано влияние газодинамических процессов на состояние пара в парогазовом канале, его давление на стенку канала и теплообмен в ванне расплава за счет процессов испарения и конденсации на ее свободной поверхности.
Ключевые слова : лазерная сварка, парогазовый канал, испарение, поверхностная конденсация, газодинамика, металлический пар, математическаямодель
Список литературы
1. Воздействие лазерного излучения на материалы / Р. В. Арутюнян, В. Ю. Баранов, Л. А. Большов и др. — М.: Наука, 1989. — 367 с.2. Действие излучения большой мощности на металлы / С. И. Анисимов, Я. А. Имас, Г. С. Романов и др. — М.: Наука, 1970. — 272 с.
3. 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.
4. Heat transfer and fluid flow during keyhole mode laser welding of tantalum, Ti–6Al–4V, 304L stainless steel and vanadium / R. Rai, J. W. Elmer, T. A. Palmer et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2007. — 40. — P. 5733–5766.
5. Kaplan A. A model of deep penetration laser welding based on calculation of the keyhole profile // Ibid. — 1994. — 27. — P. 1805–1814.
6. Transition model for the keyhole during laser welding / V. V. Semak, W. D. Bragg, B. Damkroger et al. // Ibid. — 1999. — 32. — P. 61–64.
7. Amara E. H., Fabbro R., Bendib A. Modeling of the compressible flow induced in a keyhole during laser welding // J. Appl. Phys. — 2003. — 93, № 7. — P. 4289–4296.
8. Туричин Г. А. Гидродинамические аспекты устойчивости парогазового канала при лучевых видах сварки // Физ. и химия обработки материалов. — 1996. — № 4. — С. 74– 82.
9. Mechanism of keyhole formation and stability in stationary laser welding / J. Y. Lee, S. H. Ko, D. F. Farson et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2002. — 35. — P. 1570–1576.
10. Knight Ch. J. Theoretical modeling of rapid surface vaporization with back pressure // AIAA J. — 1979. — 17, № 5. — P. 519–523
11. Демченко В. Ф., Крівцун І. В., Нестеренков В. М. Модель процесів випаровування — конденсації на плоскій поверхні // Доп. Нац. академії наук України. — 2004. — № 1. — С. 90–94.
12. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: В Х т. — М.: Наука, 1986. — Т. VI: Гидродинамика. — 736 с.
13. Лойцянский Л. Г. Ламинарный пограничный слой. — М.: Физматгиз, 1962. — 480 с.
14. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2 т. — М.: Мир, 1990. — Т. 1. — 384 с.
15. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: В X т. — М.: Наука, 1976. — Т. V: Статистическая физика. — 585 с.
16. Смирнов Б. М. Физика слабоионизованного газа. — М.: Наука, 1978. — 416 с.
17. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. — М.: Наука, 1984. — 286 с.
18. Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. — М.: Наука, 1966. — 688 с
Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.