激光切割铜板的温度场数值模拟

• 作者: 李宽 付婷 曾良才 刘凯 朱玙灯
• 来源期刊: 武汉科技大学学报（自然科学版）
• 关键词: 激光切割 温度场数值模拟 铜板 高斯热源 激光扫描速度
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 页码范围: 340-345
• 页数: 6页
• 分类号: TH122
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-3644.2021.05.004

摘要

利用ANSYS Workbench有限元分析软件建立激光切割铜板过程的三维模型和理论切割模型,采用APDL编程语言对激光高斯热源沿着自定义轨迹移动切割铜板的过程进行数值模拟,分析多组激光扫描速度以及铜板表面的单热源与多热源加载方式对激光切割铜板过程中温度场分布的影响,结果表明,在激光切割铜板过程中,铜板表面温度场分布主要呈椭圆形彗星状态向周围扩散,随着激光扫描速度增大,铜板表面的温度梯度变化越来越小,其最高温度所在区域的温度云图形貌越来越细;与单热源加载方式比较,采用多热源加载方式对铜板进行激光切割时,铜板表面的温度梯度变化更小,温度场分布更加均匀;采用合适的激光扫描速度且以多热源加载方式对铜板进行激光切割,能有效减少颗粒熔渣在铜表面的堆积并可提高其切割效率.