对于fluent的cmt焊接熔池流场的数值分析

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1、学兔兔www.xuetutu.comr蜉搭计算机辅助焊接工程专题一砌—基于FLUENT的CMT焊接熔池流场的数值分析江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分~(225003)姚庆军江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室(镇江市212003)刘书高胡庆贤王顺尧王晓丽摘要CMT是一种新型的低热输入焊接工艺，在传热学和流体动力学的基础上，结合CMT熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成特点，同时考虑了相变潜热、材料热物理性参数随温度变化等问题，建立了CMT焊接熔池三维瞬态数学模型。对熔滴及母材分别施加弓柱状热源与双椭球热源，并利用UDF进行二次开发，成功

2、实现了热量与熔池体积力脉冲施加。用所建模型研究了CMT焊接熔池的演变过程，较好的模拟了不同焊接参数对CMT焊接流场的影响规律以及准稳态时基值电流与峰值电流作用期间熔池流场的分布规律，同时分别分析了浮力、电磁力、重力对熔池流场分布的影响。关键词：CMT焊接流场脉冲数值模拟中图分类号：TG442非稳态熔池的数学模型，模拟前将余高提前加上，将热0前言源前部的余高材料的热导率设成0，粘度设成很大，来CMT(coldmetaltransfer)冷金属过渡技术是指将模拟对焊缝的提前杀死，在焊接过程中不断激活电弧送丝与熔滴过渡过程进行数字化协调，在短路瞬间

3、，电热源作用下的金属材料的物性参数。采用FLUENT软流大幅降低，使熔滴温度下降，同时送丝机回抽焊丝，件对CMT熔池进行了计算，并对UDF进行了二次开在机械拉伸作用下使焊丝与熔滴分离，避免了传统短发，从而对熔池中70Hz的脉冲引起熔池流场与热场的路过渡时所产生的飞溅¨I2J。在1rain内有70次左右不断变化的情况进行模拟。电弧燃烧与熄灭与熔滴过渡，在焊接过程中实现冷一1数学模型及控制方程组热交替焊接，大幅度降低热输入，为薄板焊接提供了理想的解决方案。CMT机械式监测和调整电弧长度，CNIT焊接涉及到电弧物理、传热、冶金和力学各个弧长取决于焊

4、丝的送进和回抽运动，实现了精确的弧方面，计算复杂，为了简化计算，在建模时假设：①熔池长控制，与传统的GMAW不同，电弧长度不受工件表中的液态金属呈粘性，且不可压缩，流动方式为层流，面和焊接速度的影响。CMT技术引弧迅速可靠，引弧其流动和传热是轴对称的；②材料的物理性能参数除速度是传统GMAW速度的2倍，在非常短的时间内即了热导率、比热容、粘度等与温度有关的之外，均不随可熔化母材。CMT技术开辟了焊接领域的新纪元，几着温度的变化而变化；③忽略熔池表面变形的影响和乎可以应用于所有已知的材料，这项技术已被成功的熔池内部的化学反应。应用到汽车工业、航

5、天领域以及建筑钢结构等领域j。选择在工件中间表面进行单层堆焊，工件的几何对CMT焊接过程进行有限元计算，分析研究熔池中的形状和载荷均沿焊缝呈对称分布，所以取模型的一半流场分布规律，对于深入理解CMT熔滴过渡过程中的进行分析，施加对称边界条件。在建模的时候事先加传热和传质规律具有重要意义。上余高，在焊接时不断激活电弧作用区域下的余高的文中在传热学、流体力学等理论基础之上，结合物性参数。工件材料为SUS304不锈钢，尺寸为100CMT焊接工艺特点，建立了移动电弧下CMT焊接三维mm×40mmX2mm。在一般性的三维问题中，瞬态温度场与流场的分收稿

6、日期：2014—01—18布应满足能量守恒原理方程，表达式如下J：基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目，国家自然科学基金=-(p)．(k)+S(1)51005lO6222014年第3期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com俘搭计算机辅助焊接工程专题一砌—1I1二J]2J13J]4J]5』]67O一’]7J5．参考文献[8]路浩，张世平，刘雪松，等．2219铝合金平板双丝焊HughesDS．Ultr

7、asonicvelocityinanelasticsolid[J]．残余应力场应力梯度超声波法建立[J]．焊接学报，JournalofAppliedPhysics，1950，21(3)：294—301．2008，29(2)：61—64．TatsuoTokuoka．Yukio1washimizu．Acousticalbirefrin—[9]路浩，刘雪松，杨建国，等．低碳钢双丝焊平板横向残genceofultrasonicwavesindeformedisotropicelasticmate—余应力超声波法测量[J]．焊接学报，2008，29(5

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