等离子弧焊接小孔形状和穿孔过程的数值分析

摘要：

根据小孔壁面上的力学平衡条件，建立了穿孔等离子弧焊(PAW)的小孔模型.利用该模型，对6 mm厚不锈钢板PAW准稳态小孔的形成过程进行了数值计算，得到了不同工艺参数下准稳态小孔的形状和尺寸.根据达到准稳态时小孔壁面的受力状态，对PAW过程中小孔从盲孔到穿孔的转变机制进行了探讨，分析计算了小孔壁面上各区域的作用力大小.随着焊接电流的升高，小孔的深度呈现非线性增大；存在一个小孔在熔池内由盲孔突然转变为穿孔状态的焊接电流临界值；等离子弧力在小孔底部急剧集中是导致小孔深度突变的主要原因.通过穿孔PAW焊接工艺实验，对数值计算结果进行了实验验证.

关键词：穿孔等离子弧焊接、小孔形状、力学平衡方程、数值分析

所属期刊栏目：47

分类号：TG456.2(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目50936003

在线出版日期：2011-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：706-712