摘要: 根据合金熔化与凝固过程液相区、固相区和糊状区共存的特点,建立了适合于GTA焊接熔化与凝固过程的统一模型控制方程和辅助方程,并用控制容积积分的有限差分法对其进行了数值求解。能量方程中考虑了固/液相变潜热、表面合金元素的气化、表面对流和辐射热损失,动量方程中考虑了浮力、电磁力和Marangoni力驱动流。重点讨论了Fe-18Cr-9Ni合金中表面活性元素—硫(S)对Marangoni力诱导的熔池内涡流环路和熔池形状的影响。结果表明,S质量分数较小时,每半个熔池内存在两个相反的涡流环路,随着S质量分数的增加向外的流体环路逐渐减弱并消失,面向内的流体环路逐渐增强与扩大,造成熔池深度的增加。
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