不同氣氛下焊接電弧的模擬研究.pdf

1、用不同氣氛的混合氣體替代單一氣氛的保護(hù)氣體可以綜合不同氣氛下焊接的優(yōu)點(diǎn)，改善他們的不足。本文運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)不同氬-鐵蒸汽氣氛下和氬氦混合保護(hù)氣氛下的GTAW焊接電弧進(jìn)行了數(shù)值模擬，同時(shí)運(yùn)用ANSYS CFX模擬了GMAW焊接過(guò)程中的金屬蒸汽的質(zhì)量分布。
　　本文在磁流體動(dòng)力學(xué)以及有限元理論的基礎(chǔ)上，建立了不同氣氛下焊接電弧的三維數(shù)學(xué)模型，提出電弧模型的基本假設(shè)，給出不同氣氛等離子體的熱力學(xué)與輸運(yùn)性質(zhì)參數(shù)，確定合理的邊界條件，

2、運(yùn)用ANSYS的多物理場(chǎng)耦合功能依次順序耦合電弧模型的電場(chǎng)、磁場(chǎng)和流場(chǎng)，并進(jìn)行迭代循環(huán)計(jì)算。
　　不同氬-鐵蒸汽氣氛下的GTAW焊接電弧數(shù)值模擬的結(jié)果表明：鐵蒸汽的加入能明顯降低焊接電弧的溫度；隨著鐵蒸汽含量的增加，氬-鐵蒸汽混合氣氛下的焊接電弧溫度場(chǎng)溫度明顯降低，且當(dāng)鐵蒸汽的含量大于50％時(shí)，氬-鐵蒸汽混合氣氛下的焊接電弧的形態(tài)類似壓縮電弧的形態(tài)。
　　氬氦混合保護(hù)氣氛下的GTAW焊接電弧數(shù)值模擬的結(jié)果表明：純氬氣氛下的電