焊枪偏转对电弧增材制造搭接熔积电弧形态影响的仿真模拟

周祥曼¹，王礴允¹，田启华¹，杜义贤¹，柏兴旺²，张海鸥³，袁有录¹，覃晶⁴

1. 三峡大学机械与动力学院2. 南华大学机械工程学院3. 华中科技大学机械科学与工程学院4. 三峡大学科技学院

摘 要：针对电弧增材制造搭接熔积不对称的熔积空间导致的非对称电弧形态、等离子流态以及差的气体保护效果,提出了采用焊枪偏转的方式对搭接熔积非对称电弧形态进行调控,并建立搭接熔积电弧的三维数值模型,模拟了普通搭接熔积和3种焊枪偏转角度情况的搭接熔积电弧。数值模拟结果表明,焊枪偏转10°、20°和30°对搭接熔积电弧不对称的温度场和压强分布均有影响。其中焊枪偏转10°和20°对保护气流"内陷"现象均有改善作用,焊枪偏转20°对电弧温度场、压强分布以及保护气的平衡效果最佳,而焊枪偏转30°使气体保护效果变差。数值模拟的电弧形貌与实验拍摄的电弧形貌照片吻合良好。

关键词：电弧增材制造;搭接熔积;焊枪偏转;数值模拟;