شبیه سازی و بررسی پارامترهای موثردر فرآیند جوشکاری لیزر فولاد کم کربن به کمک نرم افزار فلوینت

در این مقاله فرآیند جوشکاری لیزر در یک قطعه فولادی مستطیل شکل به کمک نرم افزار فلوینت شبیه سازی شده است. مشخصات فیزیکی میدان حل ثابت بوده و از تغییرات آن نسبت به دما صرف نظر شده است. در این کار تاثیر سرعت حرکت ابزار و توان لیزر بر توزیع دمایی سطح قطعه کار و عمق های مختلف در صفحه تقارن و همچنین بیشینه دما و عمق نفوذ بررسی شده است. با استفاده از یک کد ماکرو، تولید هندسه و مش بندی حوزه حل به کمک پارامترهای هندسی مورد نیاز در اختیار نرمافزار قرار داده شد. همچنین برای اعمال توان تشعشع لیزر از یک UDF در نرم افزار فلوینت استفاده شده است بدین ترتیب که قطعه کار ثابت فرض شد و مدل چشمه حرارتی گوسی تعریف شده در UDF با سرعت مورد نظر حرکت می نمود. نتایج نشان داد که در توان ثابت با افزایش سرعت چشمه حرارتی ماکزیمم دمای سطح قطعه کار و دمای بیشینه نیز کاهش می یابد. همچنین با افزایش توان نفوذ دمایی و حرارت در عمق قطعه کار افزایش یافت و در توان ثابت با افزایش سرعت گرادیان دما در جلوی قطعه کار بیشتر شد و در پشت چشمه حرارتی مقدار کمتری بود.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی ، جوشکاری لیزر ، CFD ، چشمه حرارتی متحرک ، روش حجم محدود ، فولاد کم کربن