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等离子弧定点焊熔池穿孔过程的数值分析

王小杰武传松陈茂爱

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00021

利用Level-Set理论与方法追踪小孔界面的演变过程, 建立了等离子弧定点焊熔池与小孔的数学模型, 对不锈钢试件等离子弧定点焊熔池的穿孔过程进行数值模拟,获得了多种工艺条件下熔池与小孔形状和尺寸的动态变化数据. 结果表明,6 mm厚度不锈钢试件等离子弧定点焊, 当焊接电流为170和180 A时, 分别在2.7和2.5 s形成贯穿工件厚度的小孔; 等离子弧定点焊过程中, 小孔断面的形状由开始的U字型转为V字型, 穿透工件后又呈现类似双曲线型. 通过测量熔池穿孔时刻的等离子弧尾焰电压信号, 对数值分析结果进行了实验验证.

关键词: 等离子弧定点焊 , keyhole , weld pool , numerical simulation

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