镁合金冷金属过渡熔池动态行为数值模拟

为研究冷金属过渡焊（CMT）的周期性能量输入及焊丝抽送行为对镁合金熔池动态行为的影响，在FLUENT软件中建立了焊丝-熔滴-熔池多相流数值分析模型。提出一种在流体体积法（VOF）多相流计算域中划分熔滴与熔池区域并判断其接触状态的方法，结合动网格技术实现自动响应的焊丝抽送，在熔池区域加载间歇性的热源、电弧力，采用镁合金CMT堆焊实验所得参数进行数值模拟。结果表明，在CMT能量输入周期的短路阶段，由于焊丝的回抽，熔池被向上提拉并在焊丝端部形成了液桥，内部液态金属在马兰戈尼力的作用下，由边缘流向中间，由下方流向上方，焊丝持续回抽至脱离熔池后，熔池受到液桥断裂的反作用力，液态金属快速向后方流动使熔池形状发生改变，可知焊丝回抽与马兰戈尼力是熔池动态行为的主导作用力，此外，焊缝熔深的模拟结果为0.53 mm,与实际成形焊缝的熔深存在3.47%的误差，验证了模型的有效性。