基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器GMAW焊接熔滴行為的研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)電弧GMAW(Gas Metal Arc Welding,熔化極氣體保護(hù)焊)焊接既有普通GMAW焊接的各種優(yōu)點(diǎn),又易于實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤和焊接自動(dòng)化,其正受到愈來(lái)愈廣泛的關(guān)注和重視。旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊接過(guò)程中的熔滴過(guò)渡行為是影響焊接過(guò)程穩(wěn)定性及焊接質(zhì)量的重要因素,通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)熔滴行為進(jìn)行模擬,不僅可得出熔滴形狀、尺寸和過(guò)渡頻率與焊接參數(shù)的定量關(guān)系,為焊接工藝方案的制定提供依據(jù),而且還能深入地研究熔滴中電流密度的分布、熔滴受力模型和

2、電弧溫度場(chǎng),也能為熔池的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　本文首先以磁流體動(dòng)力學(xué)理論為依據(jù),借助商業(yè)CFD軟件FLUENT,建立了旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊和非旋轉(zhuǎn)電弧GMAW焊的三維穩(wěn)態(tài)電弧數(shù)學(xué)模型,結(jié)合UDF函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā),模擬出了不同模型下的電弧溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)。并應(yīng)用后處理軟件Tecplot對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)果表明在旋轉(zhuǎn)頻率不大時(shí),離心力對(duì)電弧等離子體本身影響不大,旋轉(zhuǎn)GMAW焊電弧形態(tài)的傾斜主要是因?yàn)槿鄣问茈x心力作

3、用而導(dǎo)致焊絲端面傾斜而產(chǎn)生的。
　　為了對(duì)旋轉(zhuǎn)電弧熔滴過(guò)渡行為進(jìn)行模擬,本文采用VOF模型和滑移網(wǎng)格技術(shù)建立了三維瞬態(tài)旋轉(zhuǎn)GMAW焊熔滴過(guò)渡數(shù)學(xué)模型;為了對(duì)比分析,建立了二維軸對(duì)稱非旋轉(zhuǎn) GMAW焊數(shù)學(xué)模型。在 FLUENT中,對(duì)這兩種模型進(jìn)行同參數(shù)下的數(shù)值模擬,得出熔滴在不同時(shí)刻的形狀、尺寸和過(guò)渡頻率,并對(duì)滴落瞬間的熔滴內(nèi)部速度場(chǎng)進(jìn)行了分析;對(duì)不同旋轉(zhuǎn)頻率下的過(guò)渡行為進(jìn)行了模擬,分析旋轉(zhuǎn)頻率與熔滴行為的規(guī)律。
　　最后搭建