CMT电弧增材制造铝合金传热传质与熔池行为数值模拟
Numerical simulation of heat and mass transfer and molten pool behavior of aluminum alloy by CMT and arc additive manufacturing作者机构：五邑大学机械与自动化工程学院江门529020
出 版 物：《焊接学报》 (Transactions of The China Welding Institution)
年 卷 期：2024年第45卷第7期
页 面：92-100,108页
核心收录：
学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化]
基 金：江门市创新科研团队引进项目(52018630100090019844) 江门市基础与理论科学研究类科技计划项目(2023JC01025,2021030102290004572)
摘 要：为研究冷金属过渡(cold metal transition,CMT)电弧增材制造铝合金传热传质与熔池流动特性,基于Fluent软件建立了三维CMT电弧增材制造数值模型.模型中,采用动网格技术模拟焊丝竖直方向上的往复运动,利用流体体积法捕获气/液界面,焓-孔隙率法追踪固/液界面,并施加周期热量输入和阶段电弧力作用来等效电弧放电行为,研究分析了焊道成形传热传质过程与熔池动态行为.结果表明,焊道成形初期,熔池余高和坡度较大,形貌犹如半个球体,成形后期热量积累造成焊道余高后方较前方略小,而后端熔宽较前端略宽;单滴过渡周期内,焊丝机械回抽对熔池表面流动影响最为明显,液桥断裂产生较大反冲作用于熔池;熔池内部则是电磁力作为主导驱动力产生一股顺时针环流,环流随燃弧阶段周期切换而不断加强与减弱,并基本贯穿整个过渡周期,使得熔池内部热对流更加充分.模拟结果与试验结果显示吻合良好.
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