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基于CFD的超声辅助激光-MIG复合焊炬保护气体流场分析
摘要
超声辅助激光-MIG复合焊技术是目前较为先进的焊接方法之一，研究其保护气体流场有助于优化焊接质量。本文针对该焊接技术，利用CFD方法对其保护气体流场进行模拟计算，探究其影响因素及改善方法。模拟结果显示，气体流动的速度和方向对当前焊接质量产生明显的影响，适当的改善气体流场能够有效提高焊接质量和产率。
关键词：超声辅助激光-MIG复合焊；保护气体；CFD；流场分析
1.简介
超声辅助激光-MIG复合焊技术是一种新型的焊接方法，其结合了超声振动技术、激光技术和MIG技术，能够有效提高焊接速度和焊接质量。保护气体在焊接过程中起着重要的作用，可以保护熔池和焊缝免受污染，并调节焊接工艺的温度和速度等参数。保护气体的流场性质直接影响着焊接质量和产率，因此研究其流场分布对于焊接工艺的优化尤为重要。
2.模拟与计算
利用CFD方法对超声辅助激光-MIG复合焊的保护气体流场进行模拟计算。通过建立焊接模型和保护气体介质模型，采用ANSYSFluent软件进行模拟计算，并得到流场分布的瞬时状态，包括速度、密度、压力等参数。同时，还对不同流速、不同喷嘴角度等因素对流场分布的影响进行了分析。
3.结果与分析
在保持焊接工艺不变的情况下，调整保护气体的流速和喷嘴角度等因素，对焊接质量的影响较为明显。模拟结果表明，连续流动的保护气体通量应该适中，过大或过小都不利于焊接质量；喷嘴角度应该选取合适的角度，一般设置为30-45度之间，以便保证气流能够有效地覆盖焊缝。此外，还需注意保护气体的流动方向，应尽可能使气流流向焊枪的前端，以利于焊接质量的提高。
4.结论
本文基于CFD方法对超声辅助激光-MIG复合焊的保护气体流场进行了模拟计算，并通过分析不同因素对流场分布的影响，找到了适合的保护气体流场分布方案。实验结果表明，在优化保护气体流动的过程中，可以有效地提高焊接质量和产率，为超声辅助激光-MIG复合焊技术的发展提供了有益的参考和指导。