双钨极TIG电弧-熔池传热与流动数值模拟

• 作者: 樊丁 王新鑫 黄健康 黄勇
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 双钨极 数值模拟 传热 非对称 无量纲数
• 年，卷（期）: 2015,（2）
• 页码范围: 178-190
• 页数: 13页
• 分类号: TG402
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00401

摘要

针对双钨极TIG电弧热源,在已建立的双钨极电弧-熔池统一的三维数学模型的基础上,以SUS304不锈钢为母材,模拟得到了双钨极TIG电弧和熔池的温度、速度、电流密度、磁通密度和电磁力等分布,模拟结果与已有的实验结果吻合良好.考虑了熔池所受浮力、电磁力、等离子流拉力和Marangoni剪切力以及湍流效应,分析了熔池热输入的分布和熔池表面剪切力的变化,并分别比较了这几个力单独作用下的熔池流动与传热,同时结合无量纲数Pe,比较了熔池热传导和热对流的相对强弱.结果表明,双钨极电弧的非轴对称特性导致熔池表面的电流密度、热流密度、等离子流拉力和Marangoni剪切力等出现非轴对称分布,最终形成了熔池的非轴对称形貌,而熔池的发展演化对电弧行为无明显影响.与TIG电弧相比,双钨极TIG电弧的等离子流拉力明显减小Marangoni剪切力决定不锈钢熔池的流动状态,且对流传热主导不锈钢熔池的热传递,这两者的共同作用决定熔池的传热过程,是形成不同熔池形貌的根本原因.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	樊丁		269	2333	23.0	30.0
2	黄勇		63	640	15.0	22.0
3	王新鑫		18	100	6.0	9.0
4	黄健康		140	898	16.0	22.0