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铝/钢电弧辅助激光焊接润湿铺展的数值分析
作者: 樊丁 盛文文 黄健康 石玗 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 甘肃兰州730050
关键词: 温度场 自由表面 接触角 润湿铺展
摘要：针对铝/钢电弧辅助激光对接焊,根据流体力学基本原理,采用VOF（Volume of Fluid）方法追踪自由表面,建立焊接熔池的三维数学模型.通过加载激光热源和电弧辅助激光热源,运用FLOW-3D软件求解得到不同热源作用下熔池的温度场、自由表面及界面接触角.结果表明：单激光作用下x轴方向上距激光热源15mm处的金属温度约为500K,熔池温度场分布范围小,液态金属的润湿铺展受限;辅助电弧的引入改善了温度场分布,为液态金属在钢表面的铺展提供较长时间,x轴方向上距激光热源15mm处的金属被电弧再次加热形成面积较大的熔池,促进了液态金属的润湿铺展;与单激光作用相比,当焊接时间t=6s时,在x=45mm处,电弧辅助激光作用下熔池yz面的自由表面变形较大,铝/钢焊接界面接触角较小,液态金属在钢表面的润湿铺展效果较好.