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变极性频率对铝合金变极性等离子弧穿孔立焊熔池稳定性的影响机理
文献摘要：
为研究变极性频率(VPF)对变极性等离子弧焊熔池稳定性的影响机理,采用变极性有限元模型分析了小孔熔池的热力耦合过程.该模型基于计算流体力学(CFD)技术,能够实现变极性电弧对熔池热-力作用的周期性变化.此外,为了更准确地表达小孔边界上热量和力分布沿小孔深度的变化,还考虑了小孔的二次压缩效应对热流和电弧压力的影响.比较了不同VPFs条件下小孔边界的热-力振荡强度和熔融桥在临界穿透时的受力平衡情况.结果表明,在小孔形成过程中,随着VPFs的增大,小孔边界的电弧压力、热流密度和流动速度的"振荡强度"减小.另外,不同的热-力振荡条件引起熔池温度场的变化,进而导致熔池表面张力的变化,改变了熔融桥在穿透时的受力平衡条件,影响穿孔熔池的稳定性.当EP相电流占空比为1/5,VPFs大于33,小于83时,匙孔边界的热-力"振荡强度"较弱,熔融桥在临界熔透状态下能保持力平衡,熔池稳定.当VPFs小于33时,"振荡强度"较强,并且熔融桥的受力平衡被打破,熔池趋于被切割.当VPFs大于83时,虽然此时熔融桥"振荡强度"较弱,但因熔融桥受力平衡被打破,熔池处于不稳定状态.最后,通过熔合线形状、小孔穿透时间和焊缝背面小孔尺寸的比较,验证了所建立模型的准确性.
文献关键词：
变极性等离子弧焊接;变极性频率;匙孔压缩效应;热-力振荡;熔池稳定性
中图分类号：
作者姓名：
郎瑞卿;韩永全;白雪宇;包蓄磊
作者机构：
内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特010051
文献出处：
引用格式：
[1]郎瑞卿;韩永全;白雪宇;包蓄磊-.变极性频率对铝合金变极性等离子弧穿孔立焊熔池稳定性的影响机理)[J].稀有金属材料与工程,2022(04):1172-1182
A类：
变极性频率,变极性等离子弧焊,VPFs,变极性等离子弧焊接,匙孔压缩效应
B类：
铝合金,穿孔,立焊,熔池稳定性,小孔,热力耦合,耦合过程,计算流体力学,CFD,电弧,周期性变化,孔深,熔融,融桥,力平衡,衡情,孔形,热流密度,流动速度,熔池温度,表面张力,平衡条件,EP,相电流,占空比,熔透状态,保持力,稳定状态,熔合线,线形,穿透时间,焊缝,背面,建立模型
AB值：
0.209818
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