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J-GLOBAL ID：201702222293676864   整理番号：17A1543928

電子ビーム溶接中のキーホールと溶融池の結合動力学の三次元モデル【Powered by NICT】

A three-dimensional model of coupling dynamics of keyhole and weld pool during electron beam welding

著者 (4件)： Huang Biao (State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, China) ,  Chen Xin (State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, China) ,  Pang Shengyong (State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, China) ,  Hu Renzhi (State Key Laboratory of Materials Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, China)
資料名： International Journal of Heat and Mass Transfer  (International Journal of Heat and Mass Transfer)
巻： 115  号： PB  ページ： 159-173  発行年： 2017年 
JST資料番号： C0390A  ISSN： 0017-9310  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電子ビーム溶接(EBW)では,キーホールと溶融池間の結合動力学を,継手の品質に重要な役割を果たし,これらの動力学の機構はよく理解されていないが,1960年代におけるEBWの上昇である。本研究では,EBWの新しい三次元数学モデルを報告し,それを用いてTi-6Al-4V合金のキーホールの間の結合挙動と電子ビーム溶接中の溶接プールを理論的に理解した。動的キーホールプロファイルと温度に依存し,新しい現象論的熱源モデルを開発した。,キーホール壁のビームの反射と吸収,二次電子の散乱,キーホール蒸発熱損失とビーム焦点ずれを含む物理的効果は,熱源モデルにおける厳密に処理した。過渡自由表面キーホール動力学を高分解能レベルセット法(LSM)を用いて追跡した。自由表面境界について,重要な物理的効果の大部分,反跳圧力,Marangoniせん断応力,表面張力および融解液体の流体力学的圧力のような最近開発された鋭い界面モデルを用いて導入した。Ti6Al4V合金の電子ビーム溶接におけるプロセスパラメータの溶融池ASA機能における三次元キーホール発展,熱伝達,および流体流の結合挙動をシミュレートし,その結果を独立した実験データと一致した。動的キーホールは激しく半径方向におけるサブミリ秒の特性時間内変動を示した。表面積と体積により特性化した,キーホールの振動は溶接速度と表面張力係数のASA関数を理論的に研究した。溶接速度がある高溶接速度条件下でキーホールと完全安定化キーホールに及ぼす安定化効果,キーホールモードレーザ溶接で観察されたものと同様の効果を有していた。表面張力はキーホール振動周期を支配され,振動のASA主要源を提案した。添加では,溶接プールの複雑で激しい流れパターンは予測と一致し受け入れられているX線画像実験結果を得た。EBW過渡キーホールと溶融池動力学は首尾一貫していた。本研究では,EBWの開発の成功を示し,それによってプロセスパラメータと材料特性の自己無撞着キーホールと溶融池動力学関数としての確立を可能にし,工業的応用におけるプロセス最適化のための有望な手段を提供することである。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： レーザ溶接 ,  熱伝達 ,  キャラクタリゼーション ,  流体力学 ,  流体流 ,  熱源 ,  *電子ビーム溶接 ,  溶接速度 ,  自由表面 ,  *三次元 ,  *溶融池 ,  プロセスパラメータ ,  数学モデル ,  界面張力 ,  *三次元モデル

著者キーワード (4件)： 電子ビーム溶接 ,  キーホール振動 ,  溶接プール動力学 ,  数値シミュレーション

分類 (1件)： 溶接技術  (WC07030G)

タイトルに関連する用語 (5件)： 電子ビーム溶接 ,  キーホール ,  溶融池 ,  動力学 ,  三次元モデル