热导型等离子弧焊电弧物理特性和熔池动态行为

• 作者: 李子晗 忻建文 肖笑 王欢 华学明 吴东升
• 来源期刊: 金属学报
• 关键词: 热导型等离子弧焊 数值模拟 光谱诊断 红外热成像 示踪粒子检测
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 页码范围: 693-702
• 页数: 10页
• 分类号: TG456.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00237

摘要

基于等离子弧和熔池的数值模拟,研究了热导型等离子弧焊的电弧物理特性和熔池动态行为,并使用光谱诊断、熔池红外热成像和示踪粒子检测对数值模拟结果进行了实验验证.结果表明,在热导型等离子弧焊中,等离子体向下冲击熔池表面后,向熔池边缘流动.在熔池内部存在2个相反的涡流,熔池中心的逆时针涡流由电弧压力、Marangoni力和Lorentz力驱动,而熔池尾部的顺时针涡流则由电弧剪切力、Marangoni力和浮力驱动.此外,热导型等离子弧焊中的熔池温度高于小孔型等离子弧焊,这是由热导型等离子弧焊中等离子弧能量密度相对较高,熔池内部对流相对较弱导致的.