外加变位磁场作用GTAW焊接电弧的数值模拟

为了揭示外加变位磁场对GTAW焊接电弧的形态以及传热传质影响规律,建立了GTAW焊接电弧的数学模型;对比分析了无外加磁场,30°变位磁场,60°变位磁场作用下XZ截面(即Y=0截面)的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量的变化规律;并在电弧空间取一条路径Path1(X方向),详细对比分析了此路径上的电流密度、电弧温度、X方向电磁力分量、Y方向电磁力分量、压强、X方向速度分量、Y方向速度分量的分布规律.结果显示:外加变位磁场作用下的XZ截面的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量均不再呈现对称分布.在Path1上随着变位角度的增加,电弧X方向电磁力分量"波峰"上移、"波谷"下移;电弧Y方向电磁力分量由零变为"双峰分布",再变为"单峰分布",且"波峰"上移;电弧X方向速度分量由类似余弦函数分布逐渐变为"单峰"分布,且"波谷"下移;电弧Y方向速度分量由零逐渐变为类似正弦函数分布,且"波峰"下移,"波谷"上移.