基于计算流体力学的等离子-电弧复合焊数值模拟

Numerical simulation of plasma-arc composite welding based on computational fluid dynamics

基于计算流体力学及麦克斯韦方程组,在合理的边界条件下,创建旁轴式等离子-MIG电弧复合焊的三维模型。通过对方程组的迭代求解,获得了稳态复合电弧的温度场、流场、电弧压力和电流密度分布。分析了复合电弧中等离子电流及等离子气体流量对复合电弧形态的影响。计算结果表明:等离子电流为100~150A时,等离子弧与MIG电弧可以形成一个良好的复合电弧,等离子弧随着电流的增大温度分布范围加大;等离子气体流量同样对复合电弧形态、温度及电弧压力有重要影响,当等离子气体流量为4~6L/min时,等离子电弧随着气体流量的增大能量更加集中;而当等离子气体流量过大时会破坏复合电弧形态,甚至形成双弧。