激光-等离子弧复合焊铝锂合金熔化过程的分析

摘要

为了研究激光-等离子弧复合焊熔化过程中的传热和流动特性,建立了针对1420铝锂合金的数值分析模型.在同时考虑表面张力、电磁力和热浮力作用的情况下,利用有限控制容积法求解该模型,得到熔池流场和温度场的数值解,从而直观地反映熔池形状的变化过程,并采用无量纲分析法对不同作用力对熔池传热和流动过程的影响进行定量化研究.分析结果表明:熔深的增长快于熔宽,因为熔深增加的主要机理是小孔效应,而熔宽增加的机理为对流传热作用;表面张力对熔池流动的影响最大,比电磁力的作用大1个数量级,比热浮力的作用大3个数量级;在熔化过程中,对流传热的作用大于热传导作用,Pe数最大值达7.6.