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Nu.erical investigations of arc behaviou. in gas metal arc welding u.ing ANSYS CFX

Frontiers of Materials Science 2011年第2期5卷 98-108页

作者： M. SCHNICK u. fuessel M. HERTEL A. SPILLE-KOHOFF A. B. Mu.PHY Institu.e of Su.face and Manu.actu.ing Technology Technische Universitat Dresden Dresden Germany CFX Berlin Software GmBH Berlin Germany CSIRO Materials Science and Engineering Lindfield NSW 2070 Australia

Cu.rent nu.erical models of gas metal arc welding（GMAW）are trying to combine magnetohydrodynamics （MRD） models of the arc and voiu.e of flu.d （VoF） models of metal transfer They neglect vaporization and assu.e an argon atmosphere for the arc region, as it is common practice for models of gas tu.gsten arc welding, These models predict temperatu.es above 20 000K anda temperatu.e distribu.ion similar to tu.gsten inert gas （TIG） arcs： However. cu.rent spectroscopic temperatu.e measu.etemperatu.es. In contrast to TIG arcs temperatu.e distrbu.ion. The paper vapou. and which is in a yery good res, Fu.hermore; the model is abile to predict the local central minimu. in the radial temperatu.e and the radial electric cu.rent density distribu.ions for the first time. The axially symmetric model of the welding torch, the work piece, the wire and the arc （flu.d domain） implements MHD as well as tu.bu.ent mixing and thermal demixing of metal vapou. in argon. The mass fraction of iron vapou. obtained from the simu.ation shows an accu.u.ation in the arc core and another accu.u.ation on the fringes of the arc at 2000 to 5000 K. The demixing effects lead to very low concentrations of iron between these two regions. Sensitive analyses demonstrate the influ.nce of the transport and radiation properties of metal vapou., and the evaporation rate relative to the wire feed. Finally the model predictions are compared with the measu.ing resu.ts of Zielihska et al.

关键词： arc welding nu.ericai simu.ation GMAW, ANSYS CFX

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