×

气体保护焊电弧等离子体和金属转移的三维建模。 (英语) 兹比尔1157.80379

总结:开发了一个完整的综合三维模型,用于研究气体保护焊(GMAW)中的传输现象。这包括电弧等离子体、熔滴生成、转移和冲击到熔池以及熔池动力学。连续统公式用于金属区质量、动量和能量的守恒方程。使用流体体积(VOF)技术来跟踪自由表面。对整个区域的电场和磁场进行了三维等离子弧模型求解。考虑了金属区和等离子体区之间的相互作用和耦合。计算了金属区的速度、压力、温度和自由表面的分布以及等离子体区的速度,压力和温度都是时间的函数。数值结果表明,电弧压力、电流密度和工件表面传热的时间分布与以往模型中假定的高斯分布不同。还观察到运动电弧的这些分布是非轴对称的,峰值向电弧运动方向移动。

MSC公司:

80A20型 传热传质、热流(MSC2010)
76T99型 多相多组分流动
80A22型 Stefan问题、相位变化等。
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程

软件:

涟漪
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Jonsson,P.G。;Eagar,T.W。;Szekely,J.:使用氩气和氦气的气体保护金属电弧焊中的热量和金属转移,《金属》。变速器。26B,383-395(1995)
[2] Zacharia,T。;Eraslan,A.H。;艾登,D.K。;David,S.A.:电弧焊接过程的三维瞬态模型,Matall。变速器。20B,645-659(1989)
[3] 胡,J。;郭,H。;Tsai,H.L.:3D气体保护金属电弧焊中的熔池动力学和波纹形成,《国际传热杂志》51,2537-2552(2008)·Zbl 1144.80318号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.07.042
[4] 王,F。;Hou,W.K。;胡世杰。;Kannatey-Asibu,E。;舒尔茨,W.W。;Wang,P.C.:《气体保护金属电弧焊中金属转移的建模与分析》,J.phys。D应用。物理。36, 1143-1152 (2003)
[5] Haidar,J.:气体保护金属极电弧焊、气体保护钨极电弧焊的理论模型。I、 J.应用程序。物理。84, 3518-3529 (1998)
[6] Haidar,J.:气体保护金属电弧焊中金属熔滴形成的预测。二、 J.应用。物理。84, 3530-3540 (1998)
[7] 胡,J。;Tsai,H.L.:《气体保护焊中的热与质量传递——第一部分:电弧》,Int.J.《热与质量传递》50833-846(2007)·Zbl 1124.80329号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.08.025
[8] 胡,J。;Tsai,H.L.:气体保护金属电弧焊中的传热和传质。第二部分:金属,国际期刊《热质传递》50,808-820(2007)·Zbl 1124.80329号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.08.025
[9] 胡,J。;Tsai,H.L.:气体保护金属电弧焊中电流对熔滴生成和电弧等离子体的影响,J.appl。物理。100, 053304 (2006)
[10] 胡,J。;Tsai,H.L.:气体保护金属电弧焊中的金属转移和电弧等离子体,ASME J.传热1291025-1035(2007)·Zbl 1124.80329号
[11] 风机,高压。;Kovacevic,R.:气体保护金属电弧焊中传输现象的统一模型,包括电极电弧等离子体和熔池,J.phys。D应用。物理。37, 2531-2544 (2004)
[12] 兰卡斯特,J.F.:《焊接物理学》(1986)·Zbl 0592.01033号
[13] Xu,G。;舒尔茨,W.W。;Kannatey-Asibu,E.:前跟踪方法在气体保护金属弧焊(GMAW)模拟中的应用,J.manufac。科学。工程127、590-597(2005)
[14] Jonsson,P.G。;谢克利,J。;Choo,R.T.C。;Quinn,T.P.:与电弧焊接过程相关的传输现象的数学模型:综述,模型。同时。马特。科学。工程2,995-1016(1994)
[15] Choo,R.T.C。;谢克利,J。;Westhoff,R.C.:《以焊接池中自由表面现象为重点的大电流电弧建模》,《焊接杂志》,346s-361s(1990)
[16] Kang,Y.H。;Na,S.J.:电弧磁偏转建模与电弧传感器动态分析研究,焊接杂志,8s-13s(2002)
[17] G.Xu,H.L.Tsai,电弧焊接中等离子弧的三维建模,IMECE’06会议录,美国芝加哥,2006年·Zbl 1157.80379号
[18] Chiang,K.C。;Tsai,H.L.:《二维合金凝固中收缩诱导的流体流动和畴变化》,《国际传热杂志》35,1763-1770(1992)
[19] K.C.Chiang,《合金凝固过程中收缩诱导输运现象的研究》,密苏里州罗拉市密苏里大学博士论文,1990年。
[20] Carman,P.C.:流体流经颗粒床,Tans。仪器化学。工程师1510-166(1937)
[21] Kubo,K。;Pehlke,R.D.:凝固过程中孔隙度形成的数学模型,Matall。变速器。16A,823-829(1985)
[22] 海狸,G.S。;Sparrow,E.M.:通过纤维多孔介质的非危险流动,J.appl。机械。36, 711-714 (1969)
[23] 艾塔尔,S.M。;Subranmania,V.V。;Pagan,J。;Richardson,R.W.:转移等离子弧的数值模型,J.appl。物理。84, 3506-3517 (1998)
[24] M.D.Torrey,L.D.Cloutman,R.C.Mjolsness,C.W.Hirt,NASA-VOF2D:自由表面不可压缩流的计算机程序,LA-10612-MS,洛斯阿拉莫斯实验室,1985年。
[25] Brackbill,J.U。;科特,D.B。;Zemach,C.:模拟表面张力的连续体方法,J.comp。物理。100, 335-354 (1992) ·Zbl 0775.76110号 ·doi:10.1016/0021-9991(92)90240-Y
[26] Schlichting,H.:边界层理论(1968)·Zbl 0096.20105号
[27] Hsu,K.C。;Ppender,E.:自由燃烧高强度氩弧阴极区域的分析,J.appl。物理。54, 3818-3824 (1983)
[28] Dinulescu,H.A。;Ppender,E.:高强度电弧阳极边界层分析,J.appl。物理。51, 3149-3157 (1980)
[29] Zacharia,T。;S.A.大卫。;Vitek,J.M.:蒸发和温度相关材料特性对熔池发展的影响,金属。变速器。22B,233-241(1992)
[30] 科特,D.B。;Mjolsness,R.C.:RIPPE自由表面不可压缩流的新模型,Aiaa j.30,2694-2700(1992)·Zbl 0762.76074号 ·数字对象标识代码:10.2514/3.11286
[31] Patanka,S.V.:数值传热和流体流动,(1980)·Zbl 0521.76003号
[32] Jones,洛杉矶。;Eagar,T.W。;Lang,J.H.:恒流气体保护金属极电弧焊过程中氩气–2%氧气保护下的钢电极图像,焊接杂志,135s-141s(1998)
[33] 洛杉矶琼斯。;Eagar,T.W。;Lang,J.H.:液滴从气体金属电弧焊电极上分离的动力学模型,J.phys。D: 应用。物理。31, 107-123 (1998)
[34] Hsu,K.C。;Etemadi,K。;Ppender,E.:自由燃烧高强度氩弧的研究,J.应用。物理。54, 1293-1301 (1983)
[35] Mckelliget,J。;Szekely,J.:焊接电弧中的传热和流体流动,Matall。变速器。17A,1139-1148(1986)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。