工艺因素对熔池小孔特征行为的影响

材料热处理学报, 2016, 37(4): 228-235.

工艺因素对熔池小孔特征行为的影响

史平安 ^1, , 万强 ^2, , 庞盛永 ^3, , 陈鑫 ^4, , 莫仲海 ^5,

1.中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳,621900

2.中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳,621900

3.华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉,430074

4.华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉,430074

5.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳,621900

基金项目: 中国工程物理研究院重大基金资助项目(2013A0203008) 中国工程物理研究院重点学科项目“计算固体力学”资助

关键词：激光深熔焊 , 气孔 , 形成机理 , 数值模拟

Influence of technological factors on dynamic behavior of welding pool and keyhole in deep penetration laser welding

Keywords： deep penetration laser welding , porosity , formation mechanism , numerical simulation

为了准确地模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光能量的传输过程和吸收机制,采用光线追踪法来描述小孔对激光能量的多重反射吸收作用,建立了基于光线追踪的热源模型,分析了工艺因素对30CrMnSiA钢激光深熔焊接过程中瞬态小孔的深度振荡和熔池流动行为的影响.结果表明,激光焊接过程中熔池的小孔深度呈周期性变化并伴有高频振荡特征,而小孔的振荡是焊接不稳定性和缺陷形成的重要原因.而随着激光功率的增大,小孔深度增大,小孔深度达到相对稳定状态的时间缩短.小孔深度达到相对稳定状态时,小孔振荡的幅度随激光功率的增加而增大.在对不同工艺条件下熔池的温度场、流场和小孔的动态演化过程对比的基础上,进一步探索了焊缝气孔的形成机理,并提出了减少焊缝气孔和增强小孔稳定性的新思路.

参考文献

[1]	张林杰;张建勋;巩水利.激光深熔焊接过程中小孔行为的研究进展[J].激光杂志,2009(5):3-5.
[2]	Semak VV.;Fuerschbach PW.;Damkroger BK.;Steele RJ..Role of beam absorption in plasma during laser welding[J].Journal of Physics, D. Applied Physics: A Europhysics Journal,200010(10):1179-1185.
[3]	汪任凭;雷永平;史耀武.激光深熔焊中匙孔形成过程的动态模拟[J].焊接学报,2010(11):38-40.
[4]	金湘中;鄢锉.激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射吸收研究[J].湖南大学学报(自然科学版),2003(6):45-50.
[5]	庞盛永;陈立亮;陈涛;殷亚军;胡伦骥;刘建华.激光深熔焊接任意形状小孔的能量密度计算[J].激光技术,2010(5):614-618.
[6]	史平安;万强;庞盛永;颜怡霞;许恒.激光深熔焊中熔池-小孔的动态行为模拟[J].材料热处理学报,2015(7):228-235.
[7]	史平安;赵朋成;莫军;武传松;郝志明.铍材钎焊熔池动态行为的影响因素研究[J].机械工程学报,2011(14):76-82.

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