До теорії формування крапель електродного металу при дуговому зварюванні плавким електродом

Abstract

Запропоновано наближену математичну модель формування краплі електродного металу при дуговому зварюванні плавким електродом, що враховує гідродинаміку розплаву під дією сили тяжіння, поверхневого натягу та електромагнітної сили зварювального струму. Шляхом порівняння з експериментальними даними встановлено, що модель з високою точністю дозволяє прогнозувати динаміку зміни форми краплі на всіх стадіях її формування, а тривалість розрахунків значно скорочується порівняно з моделлю, яка грунтується на повній системі рівнянь Нав'є–Стокса. Досліджено вплив магнітного тиску на характеристики переносу крапель електродного металу.

The article deals with an approximate mathematical model of the electrode metal droplet formation in consumable arc welding, allowing for the hydrodynamics of a melt under the influence of gravity, surface tension, and electromagnetic forces of the welding current. Comparison with the experimental data reveals that the model allows predicting the droplet shape evolution throughout all the stages of droplet formation with high accuracy, while the calculation time is considerably decreased in contrast with the model which is based on the full system of Navier–Stokes equations. The effect of the magnetic pressure on characteristics of the electrode metal droplet transfer is investigated.