第37卷第2期 2016年2月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.37 February
基干Euent的熔溶融金属填充煌接冲蚀孔
形成过程数值模拟武少杰，高洪明，张宗郁
（哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001）
No.2 2016
摘要：针对熔融金属填充焊接工艺过程中液流冲蚀形成小孔的过程进行数值模拟研究。分析确定该过程的控制方程和边界条件，建立二维轴对称模型。利用Fluent软件，从物理过程出发建立凝固熔化模型以及热源模型．利用 VOF模型追踪金属相与气相界面，获得液流在不同的焊接条件下，冲蚀形成小孔的过程.并通过获得的流场，温度场分析形成不同形貌小孔的原因。利用锡铅合金为试验材料在堆焊过程中得到的焊缝截面形貌，试验结果表明，模拟计算得到结果与试验结果基本吻合。
关键词：熔融金属填充；数值模拟；流场；计算流体力学
中图分类号：TG409 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2016)02-0119-04
沿AG旋转轴对称，取其中一个界面建立2d网格模型，如ABCDEFG所示．只在材料的边界条件处考虑
液态金属填充焊接新工艺是目前新提出的一种焊接方法．它是通过适当的加热方式将填充材料熔化并加热到一定温度，然后在压力的作用下形成金属液流喷射到母材上，利用液流携带的热量熔化母材形成熔池，进而利用液流的动能在熔池底部深入挖掘，从而获得较大熔深的一种焊接方法，
液流依靠携带的热量冲刷形成小孔的过程是一个复杂的传热与传质过程．利用解析算法很难求解出这类问题.随着计算流体力学（computationalfluid dynamics，CFD)软件的不断发展，目前更多利用数值算法来求解这类间题.Fluent软件是自前市场上最流行的CFD软件软件本身自带有大量的物理模型，并具有良好的二次开发能力，非常适合用来计算焊接过程中的传热与传质问题[1-3]，
熔融金属冲蚀数学模型 1
1.1控制方程
液流在冲蚀工件形成稳定小孔的过程时，一直处在行走的状态下，但是由于液流的流速要远远大于平台行走的速度，所以可以认为液流在冲蚀工件形成小孔时，整个系统是处在静止状态的，
图1所示为熔融金属填充焊接系统，整个过程收稿日期：2014-05-20
对流散热，不考虑液态金属的辐射散热：整个过程使用统一的控制微分方程，控制方程组包括非稳态连续性方程、能量守恒方程、动量守恒方程除基本控制方程外还需要在额外添加一些模型，这些模型通过在基本控制方程右侧增加源项来实现
喷口 AB
液柱工件
Ic
图1熔融金属填充焊接模拟原理图
Simulation schematic of molten metal filler welding
Fig.1S