脉冲MIG焊熔池行为的数值模拟研究

基于流体力学、热力学及电磁学等理论建立二维脉冲MIG焊熔池数学模型，在Fluent软件中通过用户自定义程序(UDF)添加模型所需的热源、动量源项以及定义材料的物性参数，对焊接过程进行数值模拟，分析各驱动力对脉冲MIG焊熔池行为的影响以及熔池在脉冲周期内的变化规律。模拟结果表明，在焊接过程中马兰戈尼力对熔池影响最大，其次为电弧压力，然后为电磁力，浮力影响相对较小。在各驱动力复合作用时，熔池表层的熔池形态以马兰戈尼力为主导，熔池内部以电磁力为主要作用力，造成熔池内形成了两种不同方向的环流。熔滴冲击力主要作用于熔池表层，对熔池内部影响较小。脉冲MIG焊高速摄像试验表明，实际熔池形态与模拟结果吻合良好，验证了熔池模型的合理性。