上海交通大学学报

上海交通大学学报 ›› 2015, Vol. 49 ›› Issue (10): 1435-1440.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.10.001

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双丝共熔池熔化极气体保护焊熔池流动的数值模拟

吴东升, 华学明, 叶定剑, 张菁, 顾煜   

  1. 上海交通大学
  • 发布日期:2025-07-01

双丝共熔池熔化极气体保护焊熔池流动的数值模拟

吴东升, 华学明, 叶定剑, 张菁, 顾煜   

  1. 上海交通大学
  • Published:2025-07-01

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摘要： 利用FLOW3D软件建立三维数值模型,以模拟船用A36低碳钢双丝熔化极气体保护焊(GMAW)熔池的流动行为.采用双椭球热源模型,考虑电弧压力、表面张力、电磁力及浮力所驱动的熔池内液态金属的流动和热传递,以及辐射、蒸发、熔滴的动态冲击作用,并利用高速摄影技术观察熔池的流动行为.结果表明,双丝GMAW形成了单一共熔池,后丝产生的电弧压力分量抑制了液态金属向熔池尾部的流动,双丝之间形成的"推-拉"流动方式以及熔池向外流动方式有助于形成较好的焊缝;双丝GMAW熔池内不易形成毛细不稳定流动的现象,熔池前后表面张力的法向分量相对平衡,没有出现液体通道收缩及提前凝固的现象.

关键词: A36低碳钢, 双丝熔化极气体保护焊, 双椭球热源, 熔池流动, 驼峰焊道

Abstract: 利用FLOW3D软件建立三维数值模型,以模拟船用A36低碳钢双丝熔化极气体保护焊(GMAW)熔池的流动行为.采用双椭球热源模型,考虑电弧压力、表面张力、电磁力及浮力所驱动的熔池内液态金属的流动和热传递,以及辐射、蒸发、熔滴的动态冲击作用,并利用高速摄影技术观察熔池的流动行为.结果表明,双丝GMAW形成了单一共熔池,后丝产生的电弧压力分量抑制了液态金属向熔池尾部的流动,双丝之间形成的"推-拉"流动方式以及熔池向外流动方式有助于形成较好的焊缝;双丝GMAW熔池内不易形成毛细不稳定流动的现象,熔池前后表面张力的法向分量相对平衡,没有出现液体通道收缩及提前凝固的现象.

Key words: A36低碳钢, 双丝熔化极气体保护焊, 双椭球热源, 熔池流动, 驼峰焊道