温度场和流场的模拟.pdf

温温度度场场和和流流场场的的模模拟拟

天津职业技术师范⼤学TianjinUniversityofTechnologyandEducation

毕业论⽂

专业：材料成型及控制⼯

班级学号：材料0912-09

学⽣姓名：蔡⾔锋

指导教师：⾼莹讲师

⼆〇⼀四年六⽉

天津职业技术师范⼤学本科⽣毕业设计

TIG焊电弧温度场和流场的模拟AnalogTIGweldingarcteperaturefieldandflowfield

专业班级：材料成型及控制⼯--材料0912

学⽣姓名：蔡⾔锋

指导教师：⾼莹讲师

学院：机械⼯学院

2014年6⽉

摘要

钨极氩弧焊（TIG焊）是近代⼯业⽣产中应⽤⽐较⼴泛的⼀种焊接⽅法，这种焊接⽅法具有热影响区⼩、焊缝美观、易于控制

等众多优点。所以对TIG焊焊接技术进⾏数值模拟，能够更好的了解和控制整个焊接的过，所模拟TIG焊电弧的温度场和流

场具有重要的意义。

数值模拟技术应⽤⼴泛，本⽂就是采⽤有限元分析软件FLUENT，创建了符合实际的TIG焊⾃然燃烧电弧的有限元模型。根据

流体⼒学质量守恒、动量守恒和能量守恒⽅，选取合理的边界条件，得到了TIG焊电弧的温度场流场分布的变化规律图。通

过FLUENT的后处理结果能够对TIG焊电弧内部的⼀些温度场、流场等情况进⾏形象的表述。

基于⾃然燃烧的TIG焊接电弧的数值分析，有助于进⼀步理解焊接过的物理实质，合理地选择焊接⼯艺和⼯艺参数，并为冶

⾦分析提供进⼀步的理论依据。为今后的理论研究和⼯业⽣产奠定基础。

关键词：TIG焊；FLUENT软件；数值模拟；电弧

Abstract

GTAW(TIGwelding)isaodernindustrialproduction,usedwidelyasaweldingethod,thisethodhasasallweld

heat-affectedzone,weldappearance,easytocontrol,andanyotheradvantages.SoforTIGweldingtechniquesto

siulate,tobetterunderstandandcontroltheentireweldingprocess,thesiulatedteperatureandflowfieldTIGwelding

arcisofgreatsignificance.

Nuericalsiulationofawiderangeoftechnicalapplications,thispaperistheuseoffiniteeleentanalysissoftware

FLUENT,TIGweldingcreatesrealisticfiniteeleentodelofthenaturalburningarc.Accordingtohydrodynaicass,

oentuandenergyconservationequations,selectingappropriateboundaryconditionsandthevariationsofteperature

fieldinFigureTIGweldingarcflowfielddistribution.Ableforsoeteperatureandflowfields,etc.TIGweldingarccarried

theiageoftheinteriorofexpressionthroughpost-processingofresultsofFLUENT.

NuericalTIGweldingarcburningnatural-basedanalysishelpstofurtherunderstandthephysicalsubstanceofthewelding

process,areasonablechoiceofweldingprocessesandprocessparaeters,andprovidesatheoreticalbasisforfurther

etallurgical