6061铝合金激光焊温度场流场数值模拟

梁谦 ,  曹江涛 ,  夏立

材料科学与应用技术 ›› 2024, Vol. 3 ›› Issue (3) : 7 -10.

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材料科学与应用技术 ›› 2024, Vol. 3 ›› Issue (3) : 7 -10. DOI: 10.12349/msat.v3i3.3131

6061铝合金激光焊温度场流场数值模拟

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Numerical Simulation of Temperature Field and Flow Field in 6061 Aluminum Alloy Laser Welding

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摘要

为了研究铝合金激光焊接过程中的熔池流动行为,建立了三维瞬态传质传热数值模型,对6061铝合金激光焊温度场-流场进行分析。当激光热效率设定为60%时,功率2500W和3500W的激光焊不能熔透4mm厚的6061铝合金焊件,而激光功率为4500W时可以使焊件熔透。焊件熔透前,熔池形成三种流动趋势,匙孔底部的向下流动、匙孔前壁的顺时针向下流动以及匙孔后部的逆时针流动。焊件熔透后熔池主要存在四种流动趋势,匙孔底部的向下流动、匙孔前壁的顺时针向下流动、匙孔后部的逆时针涡流以及焊件底部熔透处的向上流动。

Abstract

To investigate the molten pool flow behavior during laser welding of aluminum alloys, a three-dimensional transient mass and heat transfer numerical model was established to analyze the temperature field and flow field in laser welding of 6061 aluminum alloys. When the laser thermal efficiency was set to 60%, the weldment of 6061 aluminum alloy of 4-mm-thick could not be penetrated by the laser welding with the power of 2500W and 3500W. While the weldment could be penetrated when the laser power was 4500W. Before the weldment penetration, there were three flow trends in the molten pool, downward flow at the bottom of the keyhole, clockwise downward flow at the front of the keyhole, and counterclockwise flow at the back of the keyhole. After the weldment penetration, there were four flow trends in the molten pool, downward flow at the bottom of the keyhole, clockwise downward flow at the front of the keyhole, counterclockwise flow at the back of the keyhole, and upward flow at the bottom of the molten pool.

关键词

6061铝合金 / 激光焊接 / 温度场 / 流场

Key words

6061 aluminum alloy / laser welding / temperature field / flow field

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梁谦,曹江涛,夏立. 6061铝合金激光焊温度场流场数值模拟[J]. 材料科学与应用技术, 2024, 3(3): 7-10 DOI:10.12349/msat.v3i3.3131

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