【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于先进激光焊接过程数值模拟，尤其涉及一种用于激光束顺时针圆形摆动模式下铝合金激光焊接过程的熔池动力学预测方法。
技术介绍
1、激光深熔焊接在处理铝合金这种高反射率和高导热性的材料上展示了巨大的潜力，其优点包括焊接效率高、热影响区小、晶粒组织尺寸细小等。近年来，铝合金激光焊接技术逐渐在航空航天和汽车行业得到应用，目前已成功解决了厚度为5mm以下的大型结构件的连接难题。
2、对于板厚＞5mm的铝合金中厚板构件，受材料物理性质与工艺条件的影响，其成形与实际生产标准还存在较大差距，首先，焊接过程熔池表面附近存在剧烈的液态金属对流，熔池动力学稳定性较差，造成严重的焊接飞溅等缺陷；在激光深熔焊接过程中，激光束在材料表面形成的高温熔池中产生匙孔，当焊接工艺参数过大或过小时，匙孔可能变得不稳定，导致其塌陷，从而形成气孔。气孔的形成不仅影响焊缝的致密性，还会降低焊接接头的机械性能，甚至可能导致焊缝失效。
3、激光束振动辅助激光焊接技术是在激光焊接技术发展的基础上，通过引入摆动激光束(非直线)来优化熔池的动力学行为，解决...
【技术保护点】
1.一种铝合金激光焊接过程的熔池动力学预测方法，基于铝合金光束摆动激光焊接，开展熔池传热、流动及相变行为分析，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，根据光束摆动轨迹数学模型，结合激光焊接工艺特点，对顺时针圆形激光束摆动模式下激光焊接过程动力学物理模型进行假设，所述物理模型为：由有限个光束组成的激光束垂直指向工件表面，光斑大小固定，子光束在液气界面处跟随多个镜面反射。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对物理模型进行简化：所述物理模型不考虑保护气流对激光能量的屏蔽作用，忽略不计逆韧致吸收效应；气液...
【技术特征摘要】
1.一种铝合金激光焊接过程的熔池动力学预测方法，基于铝合金光束摆动激光焊接，开展熔池传热、流动及相变行为分析，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，根据光束摆动轨迹数学模型，结合激光焊接工艺特点，对顺时针圆形激光束摆动模式下激光焊接过程动力学物理模型进行假设，所述物理模型为：由有限个光束组成的激光束垂直指向工件表面，光斑大小固定，子光束在液气界面处跟随多个镜面反射。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对物理模型进行简化：所述物理模型不考虑保护气流对激光能量的屏蔽作用，忽略不计逆韧致吸收效应；气液转换现象遵循lee模型；将金属蒸气与保护气体的混合物简化为纯氩相；通过使用额外的热源来考虑锁孔开口周围的羽流加热效应；忽略不计羽流喷发引起的摩擦效应。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，顺时针圆形激光束摆动是通过改变光束位置影响激光的分布和叠加方式的，激光能量沿x轴和y轴的分布在横截面上符合二维高斯分布，激光能量的数学表达式为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，激光束在多重反射过程产生质量、能量和动量源项，考...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡佳思，魏艳红，陈纪城，金洪西，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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