GMAW焊接熔敷成形中电弧对熔池热与力作用的数值模拟分析

电弧对熔池的热与力作用直接影响到熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)熔敷成形的精度与质量。通过数值模拟方法研究电弧对熔池热与力的作用规律,有助于提高熔敷成形精度与质量。结合流体动力学理论与多物理场耦合分析有限元技术,建立了GMAW焊接电弧的3维数值分析模型,计算分析了熔滴过渡过程对熔池表面处热流密度与电弧力的影响情况。结果表明:电弧中的熔滴降低了熔池表面上的最大热流密度与电弧力;当电弧中没有熔滴及熔滴距离焊丝端部较近时,熔池表面处的热流密度及电弧力基本呈高斯分布;而当熔滴与焊丝端部距离进一步增大时,热流密度及电弧力均不再呈高斯分布,最大热流密度及电弧力都没有发生在电弧轴线位置。