董文超
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陆善平
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李殿中
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李依依
金属学报
针对SUS304不锈钢的定点钨极惰性气体保护焊过程，建立三维瞬态定点热源作用下的焊接熔池数学模型，系统研究了不同氧含量下的熔池温度场、速度场以及熔池形貌演变过程。结果表明：随着熔池中活性组元氧的增加，熔池内的对流模式经历了以外对流为主、内外对流共存到以内对流为主的演变过程，熔池形貌由浅且宽形、“勺”形变成深且窄形。熔池中微量活性组元氧直接影响熔池表面张力温度梯度系数，改变熔池表面Marangoni对流模式和熔池最终形貌。当氧含量低于80ppm时，熔池表面以外向Marangoni对流为主，熔池形貌宽且浅；当氧含量超过120ppm时，熔池表面以内向Marangoni对流为主，熔池形貌窄且深；当氧含量处于80ppm～120ppm之间时，熔池形貌为“勺”形，并且随时间的增加，熔池内外对流区域逐渐变小，内对流区域逐渐变大。定点联合保护焊实验结果表明，熔池形貌变化规律的模拟结果与实验结果相吻合。
关键词:
微量活性组元
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Oxygen
,
Marangoni convection
,
Weld shape
董文超
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陆善平
,
李殿中
,
李依依
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.02.023
针对SUS304不锈钢的定点钨极惰性气体保护焊过程,建立三维瞬态定点热源作用下的焊接熔池数学模型,系统研究了不同氧含量下的熔池温度场、速度场以及熔池形貌演变过程.结果表明:随着熔池中活性组元氧的增加,熔池内的对流模式经历了以外对流为主、内外对流共存到以内对流为主的演变过程,熔池形貌由浅且宽形、"勺"形变成深且窄形.熔池中微量氧直接影响熔池表面张力温度梯度系数,改变熔池表面Marangoni对流模式和熔池最终形貌.当氧含量低于80×10-6时,熔池表面以外向Marangoni对流为主,熔池形貌宽且浅;当氧含量超过120×10-6时,熔池表面以内向Marangoni对流为主,熔池形貌窄且深;当氧含量处于(80-120)×10-6之间时,熔池形貌为"勺"形,并且随时间的增加,熔池内外对流区域逐渐变小,内对流区域逐渐变大.定点联合保护焊实验结果表明,熔池形貌变化规律的模拟结果与实验结果吻合.
关键词:
微量活性组元
,
氧
,
Marangoni对流
,
熔池形貌
,
数值模拟
