Автоматическая сварка, 2014, №04



2014 №04 (01)

2014 №04 (03)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 4, 2014, с.24-28

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ ПРИ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКЕ ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

А. П. СЕМЕНОВ, И. В. ШУБА, И. В. КРИВЦУН, В. Ф. ДЕМЧЕНКО

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ . 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Процесс испарения металла при лазерной сварке сопровождается динамическим воздействием паров металла на свободную поверхность ванны. Поскольку этот процесс проходит неравномерно по поверхности ванны, реактивное давление паров на различных ее участках может значительно отличаться, что приводит к прогибу свободной поверхности расплава. В настоящей работе предложена математическая модель, позволяющая исследовать динамику проплавления и форму свободной поверхности сварочной ванны при лазерной сварке тонколистовых металлов неподвижным импульсным источником (точечная сварка). При разработке модели полагали, что процесс теплопереноса в металле осуществляется за счет теплопроводности и конвекции, а потери тепла с поверхности обусловлены испарением металла и потерей энергии на тепловое излучение. В работе приводятся результаты численного моделирования динамики проплавления сварочной ванны, полученные с использованием разработанной модели. Библиогр. 6, рис. 7.
 
Ключевые слова: лазерная точечная сварка, тонколистовой материал, математическая модель, динамика проплавления, форма сварочной ванны

Поступила в редакцию 10.01.2014
Опубликовано 26.03.2014
 
1. Kou S. Fluid flow and solidification in welding: Three decades of fundamental research at the university of Wisconsin // Welding J. – 2012. – № 91. – P. 11.
2. Hu J., Tsai H. L. Heat and mass transfer in gas metal arc welding. Pt.I: The arc // Int. J. Heat and Mass Transfer. – 2007. – 50. – P. 833-846.
3. Arbitrary Lagrangian-Eulerian methods: Encyclopedia of computational mechanics / J. Donea, A. Huerta, J. Ph. Ponthot et al. – John Wiley & Sons, 2004. – Vol. 1. – 2336 p.
4. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L. The finite element method. Vol. 1: The Basis. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. – 689 p.
5. Kou S., Sun D. K. Fluid flow and weld penetration in stationary arc welds // Metall. Trans. A. – 1985. – 16. – P. 203–213.
6. Knight C. J. Theoretical modeling of rapid surface vaporization with back pressure // J. AIAA.– 1979. – 17. – P. 519–523.