横向磁场作用下GPCA-TIG焊电弧的数值模拟

摘要

针对气体熔池耦合活性TIG焊电弧,基于磁流体动力学方程、组分质量守恒方程,建立横向磁场作用下的三维稳态数学模型,采用FLUENT软件求解,研究了轴对称电弧和偏移电弧特性的差异.研究结果表明:在外加横向磁场作用下,电弧向一侧偏移,弧长被拉长;焊接电弧最高温度和等离子体最大流速均有所降低,外层氧气摩尔分数也表现出非轴对称分布特性;由于横向磁场作用,阳极表面电弧压力和热流密度已不能用高斯分布来描述,其作用半径略有增加,并且两者峰值均有下降;熔池表面平均氧气浓度也略有提高,电弧等离子体不对称流动有利于控制活性气体从熔池前端进入熔池.