电弧增材制造中两种特殊位置熔积的电弧仿真

【作者】 周祥曼； 柏兴旺； 田启华； 杜义贤；

【机构】 三大学机械与动力学院； 南华大学机械工程学院；

【摘要】 为了研究电弧增材制造过程中两种特殊熔积位置,即每一层的第一道熔积和最后一道熔积位置的电弧的传热传质特性,建立了电弧增材制造过程中的此两种特殊情况的电弧数值模型,对比分析了这两种特殊情况下电弧形态、压强以及等离子和保护气流动状态,并在模拟区域取垂直和水平两条路径,详细对比分析了路径上的电弧的温度、电流密度、电磁力、压强、速度、电势的分布。对比分析结果表明:受熔积空间、基板和熔积层形貌的影响,两种情况的电弧分布不再对称,最后一道熔积的电弧和保护气流分布更复杂;上述参量在两条路径上的分布均不对称且最后一道熔积在第二条水平路径上的上述参量都小于第一道熔积,其中已熔积焊道对最后一道熔积的上述参量分布的不对成性影响较大。上述研究结论可为后续电弧增材制造传热传质的机理分析、成形过程分析以及工艺参数的选择提供理论依据和参考。更多还原