PDF《熔池表面形状对电弧电流密度分布的影响 ！》

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# ( $ , $ ) ) ( ! ! ) 将电流密度在其整个分布区域上积分, 有如下 关系式成立: # ! $ # / '

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0 , ( ! ) 式中0为焊接电流, 将(, ) ― (! ! ) 式代入 (! ) 式并 和( )式联立, 得到一个关于$ ! &

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的方程组, 可 求出$ ! &

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已知$ ! &

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和 , ! , , , 根据 (,) ― ( ! ! ) 式可以求出熔池表面局部电流密度分布封闭曲 线上任一!角的 $&

( !) 和 , ( !) , 这样就确定了变形 后熔池表面上任意点的电流密度值, $ ( !, /) %$&

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4 ) 式中/为所求点到电流密度分布原点 (位于图 的 封闭曲线上) 的径向距离

4 计算结果与应用 在上述电弧电流密度分布模型的基础上, 确定 电弧热流密度、 电弧压力的分布, 采用文献 [ ] 中建 立的描述熔池行为的数学模型, 求解

5 6 7焊接熔池 温度场、 流场和熔池的表面变形, 所用材料为低碳钢

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9 , 尺寸为!

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, 材料的热物 性参数见文献 [ ] ;

图4所示为熔池表面形状的计算结果, 所采用 的焊接工艺参数亦见图, ;

可见, 由于熔滴冲击力和 电弧压力的作用, 电弧正下方的熔池表面下凹, 低于 未熔化的试件表面, 最大下凹为! ;

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由于这一 凹陷变形及填充金属的加入, 电弧后方的熔池表面 隆起, 高于未熔化的试件表面, 因此形成了凝固后的 焊缝余高部分, 余高为 ;

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在图4所示熔池表面形状的情况下, 电流密度 分布的计算结果如图 ) 为三维图;

可 见在纵向截面上 ( ? # $&

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) , 电流密度呈双峰分布, 这个双峰分布关于*轴是不对称的, 而向) 轴负方 向偏移, ) 轴上两个峰值分别位于)#@

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5 A I M - B V - 物理学报VQ卷 ........