شبیه سازی عددی جریان مذاب توزیع ذرات اکسیدی در حوضچه جوش فولاد زنگ نزن L304

جوشکاری A-TIG یک روش اصلاحی جوشکاری گاز تنگستن برای افزایش عمق نفوذ جوش است که در آن از یکفلاکس فعال روی حوضچه مذاب استفاده میشود. فلاکس فعال الگوی جریان مذاب در حوضچه را تغییر داده باعث افزایش عمقحوضچه میشود، اما از طرف دیگر، به دلیل ایجاد ذرات اکسیدی در جوش میتواند مشکل ایجاد کند. به همین دلیل شناختچگونگی جریان مذاب حرکت توزیع ذرات اکسیدی ناشی از فلاکس در حوضچه جوش اهمیت دارد. در پژوهش حاضر یکمسیله صنعتی جوشکاری A-TIG ورق فولاد زنگ نزن 304L با فلاکس اکسیدی (SiO(2 طرح شده تلاش بر این بوده که روش شبیه سازی ریاضی، سازوکار جریان مذاب حرکت ذرات اکسیدی در حوضچه جوش، شناسایی بررسی شود. مسیله در سهبعد با رویکرد اویلر (مشعل ثابت ورق متحرک) پایدار در زمان طرح شد. مدل ریاضی بر پایه معادلات پیوستگی، مومنتم انرژیبنا گردید پدیده های فیزیکی موثر شامل جریان طبیعی ناشی از گرادیان دما، جریان اجباری ناشی از قوس دمش گاز، جریانمارانگونی ناشی از تغییرات کشش سطحی نیز ذوب انجماد آلیاژی به روش آنتالپی در مدل ریاضی در نظر گرفته شد. مدلعددی به کمک کد نویسی فورترن به روش حجم محدود FVM ساخته با الگوریتم SIMRLEC حل شد. پس از به دست آمدن میدان سرعت، ذرات جامد کروی شکل به عنوان ذرات اکسیدی در میدان سرعت رها شدند نحوه حرکت مسیر آنهامطابق قانون استوکس محاسبه گردید. نتایج محاسبات برای هندسه حوضچه مذاب توزیع ذرات اکسیدی با داده های تجربیموجود از پروژه دیگر ارزیابی شد. نتایج به صورت الگوی جریان مذاب در حوضچه، توزیع دما، هندسه حوضچه مسیر حرکت ذراتدر حوضچه ارایه بررسی شدند. به کمک نتایج عددی، رفتار حوضچه مذاب تحت اثر پارامترهای مسیله شامل سرعت توان مشعلجوشکاری A-TIG بررسی در مورد چگونگی حرکت ذرات درون حوضچه بحث شد. این پژوهش کمک کرد که شناخت نسبتا بهتری از حوضچه مذاب جوشکاری A-TIG به دست آید.

Keywords:

جوشکاری A-TIG , دینامیک سیالات محاسباتی , انجماد , توزیع ذرات اکسیدی , جریان مارانگونی