レーザー溶接溶融技術の研究

チタン合金のレーザーディープメルト溶接における小さな穴の形成とチタン合金の流速場をシミュレートするには、回転ガウス体熱源と二重楕円体熱源で構成される複合熱源モデルを使用することが適切です。溶接された溶融池。体熱源モデルは、レーザーディープメルト溶接プロセスの基本的な物理プロセスを反映することができ、また、制御ボリューム法のシミュレーション特性も反映します。
完全貫通レーザーディープメルト溶接プロセスでは、小さな穴の直径はレーザー出力の影響をあまり受けませんが、小さな穴の傾斜角はレーザー溶接速度の増加に伴って非常に大きく変化します。小穴内の気流圧力が一定の条件下では、小穴の自由表面の曲率によって生じる表面張力圧力は溶接速度と大きな関係があります。溶接速度の増加に伴い、小穴の安定性は徐々に低下します。
レーザー深融溶接溶融池の上面の流量を最大にするため、溶融池表面の対流熱伝達のマランゴニ力が支配的な役割を果たします。移動熱源の作用により、マランゴニ流はレーザー加熱中心を中心とした対称形状から溶接方向と平行な溶融池長軸方向のオタマジャクシ形状に進化した。 「仮想円」の速度の半径である溶融プール幅1/2までの溶融プール表面では、溶融プール流量は大きくなり、この「仮想」円では、溶融プール流体流量は徐々に減少します。溶接プールでは、流体の流速は溶接プールの表面よりも大幅に低くなりますが、溶接速度の値よりもはるかに大きく、溶融プールの背面での流体の流速の値は溶接プールの流速の値よりも大きくなります。溶融プール内の金属。
溶融池の形状とサイズは、溶融池の流速渦のサイズと位置とよく対応します。溶融池の渦はマランゴニ流と固液界面の反動の共同作用の結果、浮力と重力は補助的な役割を果たすだけです。溶融池流体の流れの渦の存在により、高温の金属流体と低温の流体の間の対流熱伝達が大幅に強化され、溶接池の形状の大きさに直接影響します。
レーザー深溶融溶接側吹き付け補助空気流のパラメータは、溶接池保護領域のサイズを決定し、小さな穴の噴出によるプラズマ煙流を低減する主な要因の 1 つです。プラズマ煙流付近の流速を高めると対流熱の放散が促進され、その結果、プラスとマイナスのプラズマイオンが混合する確率が高まり、溶接品質の向上が促進されます。補助ガス流がヘリウムである成分流れ場と補助ガス流がキセノンである流れ場との間には大きな違いがある。保護面積の観点から見ると、ガスの保護の方がガスの保護よりも優れています。