T型接头双侧激光同步焊接热源模型的建立及验证

摘要

基于T型接头双侧激光同步焊接工艺特性和热源特点,建立了新型的高斯面热源+自适应体热源的组合式热源模型,高斯面热源体现小孔上方等离子体云的加热作用,自适应体热源体现小孔内部激光的菲涅耳吸收和逆韧致吸收作用,并考虑小孔对传热传质的影响.采用Fluent软件建立准确描述T型接头双侧激光同步焊接过程的三维数学模型,分析其温度场和小孔特征.模拟结果表明:熔池温度和小孔形状沿桁条中心呈对称分布,在横截面上熔池温度梯度随着距桁条中心距离的增加而增大且蒙皮侧更明显,熔池最大长度位于小孔交互位置而非熔池表面,其根本原因是双侧热源的交互耦合作用.模拟计算结果与试验测量结果对应良好,证明了模型的准确性和适用性.