考虑金属蒸汽的定点活性钨极惰性气体保护焊电弧与熔池交互作用三维数值分析

来源：机械工程学报杂志2016年第16期北京时间：

作者：肖磊, 樊丁, 黄自成, 黄健康, 王新鑫

单位：1. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州 730050;2. 安徽工程大学机电学院 芜湖 241003;3. 重庆理工大学材料科学与工程学院 重庆 400054

摘要：建立包括钨极、电弧和阳极的定点活性钨极惰性气体保护(Activating tungsten inert gas，A-TIG)焊电弧熔池交互作用统一数学模型。通过麦克斯韦方程组、连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和组分输运方程的耦合求解，得到了电弧和熔池的温度、等离子体运动速度、熔池流动速度、电弧压力、电势、电流密度和金属蒸汽分布等结果。因为在A-TIG焊中，熔池的内向流动造成了大量的热被传入到熔池底部，热量的利用率更高，导致焊接熔池的表面温度比TIG焊的表面温度要高，从而引起了金属蒸汽浓度的增加，所以考虑金属蒸汽的A-TIG焊的电弧等温线较考虑金属蒸汽的TIG焊的电弧等温线有一定程度收缩。结果表明，考虑金属蒸汽对A-TIG焊熔深的模拟结果具有一定的影响，熔深减小约6%，该结果与有关试验研究结果吻合良好。

关键词：金属蒸汽,数值模拟,活性钨极惰性气体保护焊；