机械工程学报

作者：周祥曼, 王礴允, 袁有录, 柏兴旺, 田启华, 付君健, 杜义贤

单位：1. 三峡大学机械与动力学院 宜昌 443002;2. 南华大学机械工程学院 衡阳 421001

关键词：电弧增材,焊接速度,焊接熔池,焊道形貌,数值模拟；

基金：国家自然科学基金(51705287,51705388,51975270)、湖北省教育厅科研计划(D20211203)和三峡大学硕士论文培优基金(2021SSPY040)资助项目。

焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响,为探究其影响机理,建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型,采用VOF方法追踪熔池自由界面,研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态,并分析焊接速度对单道焊道形貌的影响。数值模拟结果表明,随着焊接速度减小,熔池的热积累增强,体积增大,熔池表面峰值温度提高,弧坑深度也加深;同时,在电磁力和熔池表面力的共同作用下,熔池表面流速峰值随焊接速度减小而减小,熔池内部流速增大,对流更充分。此外,随着焊接速度减小,成形焊道的宽度和高度均有不同程度的增加。相同条件下的试验与数值模拟的焊道轮廓对比验证了数值模拟结果的有效性,研究结论可为电弧增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。

来源：2022年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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