激光-等离子弧复合焊熔池的流动特性  

Flow patterns in the weld pool during laser-plasma hybrid welding

作　　者：李志宁[1] 都东[1] 常保华[1] 陈俐[2] 

机构地区：[1]清华大学机械工程系教育部先进成形制造重点实验室,北京100084 [2]北京航空制造工程研究所,北京100024

出　　处：《清华大学学报（自然科学版）》2007年第8期1263-1266,共4页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基　　金：高等学校博士学科点专项科研基金项目(20050003041);国防科技重点实验室基金项目(514610105005JW120);清华大学先进成形制造教育部重点实验室开放基金项目(2006010)

摘　　要：为了研究激光-等离子弧复合焊接熔池的流动特性,该文建立了焊接过程中液相区、糊状区和固相区的三维模型,采用体热源来模拟小孔效应,并利用有限控制容积法计算了复合焊接熔池的流场和温度场,重点研究了表面张力和电磁力的作用。数值分析结果表明:表面张力流是决定复合焊熔池流动的主要原因,是影响焊接成形的主要因素;与表面张力流相比,电磁力流的强度较低,但可增加熔深和下表面熔宽。针对1420铝锂合金的复合焊工艺试验表明计算结果与试验相符合。The effect of surface tension and the electromagnetic force on the flow in a laser-plasma hybrid weld pool was investigated numerically using a three-dimensional model that included the liquid zone, mushy zone and solid zone. The keyhole effect was simulated by a volumetric heat source. The velocity and temperature distributions in the weld pool are calculated by the finite volume method. The simulation results show that the surface tension determines the flow pattern while the electromagnetic force can widen the bottom surface of the weld pool. The predicted results agree well with experimental results for a hybrid welding experiment on 1420 AI-Li alloy.

关 键 词：激光-等离子弧复合焊接 熔池 对流传热 数值模拟 铝锂合金 

分 类 号：TG402[金属学及工艺—焊接]