Математическая модель процесса сварки МАГ

Abstract

Проведен анализ технической применимости математических моделей для численного моделирования сварки МАГ в условиях производства. Рассмотрена трехмерная нестационарная тепловая модель сварки. Проведен численный анализ распределения переходной температуры по основному металлу для оценки размера сварочной ванны с использованием метода конечных разностей на основе уравнения теплового потока, а также расчет теоретической конфигурации жидкого металла с учетом равновесия силы тяжести, поверхностного натяжения и давления дуги. Разработанная модель использовалась для моделирования различных процессов сварки таких, как многопроходная сварка и сварка угловых и стыковых швов с поперечными колебаниями горелки. Установлено, что с помощью данной модели можно прогнозировать процесс сварки МАГ и профиль получаемого в результате данного процесса шва в производственных условиях.

Analysis has been performed of engineering applicability of mathematical models for numerical simulation of MAG welding under the production conditions. A three-dimensional non-stationary thermal model of welding is considered. Numerical analysis of interpass temperature distribution through the base metal is performed for evaluation of weld pool dimensions, using the method of finite differences based on the heat flow equation, as well as analysis of theoretical configuration of liquid metal, taking into account the equilibrium of the force of gravity, surface tension and arc pressure. The developed model was used for simulation of various welding processes, such as multipass welding and welding of fillet and butt welds with transverse oscillations of the torch. It is established that this model can be used to predict the MAG welding process and the profile of the weld obtained by this process in production.