GMAW焊接熱過程的數(shù)值模擬.pdf

1、熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）是當(dāng)今世界工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的焊接方法之一。對(duì)GMAW焊接熔池?zé)徇^程進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)焊接智能化控制獲取控制參數(shù)有著重要的實(shí)際和理論意義。 本文根據(jù)傳熱學(xué)的理論知識(shí)，建立了運(yùn)動(dòng)電弧作用下三維GMAW焊接熱過程的數(shù)值分析模型。模型中熱源采用了雙橢球熱源模式，考慮了電弧運(yùn)動(dòng)對(duì)電弧熱流和電弧壓力分布的影響，給出了電弧熱流和電弧壓力的雙橢球分布模式的數(shù)學(xué)表達(dá)式。模型把過熱熔滴帶入熔池的熱焓量處理為特定區(qū)域的

2、均勻熱源，將電弧熱流與熔滴熱的溫度場(chǎng)疊加，得到雙橢球體熱源作用下工件的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，給出了控制方程組和表面變形方程組的有限差分離散化形式，采用附加源項(xiàng)法處理能量的邊界條件；設(shè)計(jì)算法以及編寫和調(diào)試數(shù)值計(jì)算程序，采用了過程和模塊化的結(jié)構(gòu)形式，增強(qiáng)了程序的可讀性和可維護(hù)性，提高了程序的靈活性和適用性。 利用本文建立的模型和設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算程序，預(yù)測(cè)了從電弧引燃到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程中焊接溫度場(chǎng)和熔池形狀以及自由表面的變形的動(dòng)態(tài)演變。定