Modelling of laser welding process in the phase of keyhole formation

• Autorzy: Rońda J. , Siwek A.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie procesu spawania laserowego stali w fazie tworzenia kanału parowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The interaction of keyhole and the welding pool during laser welding is investigated by using a numerical simulation. The shape of keyhole is related to a surface tension and a recoil force. The numerical model is developed on the basis of the program Fluent which is the computational fluid dynamics (CFD) software. Calculations were performed by using parallel processing software and facilities

PL

W pracy przedstawiono wynik symulacji komputerowej dla modelu oddziaływania kanału parowego i jeziorka w procesie spawania laserowego. Kształt i wielkość kanału parowego jest wynikiem oddziaływania napięcia powierzchniowego i siły odrzutu. Model opracowano za pomocą programu do obliczeń dynamiki płynów Fluent oraz własnych procedur. Efektywność modelu potwierdzono na wieloprocesorowym komputerze przez zastosowanie obliczeń równoległych.

Słowa kluczowe

EN

CFD; keyhole; laser welding; recoil force; vapour; welding pool

PL

spawanie laserowe; kanał parowy; siła odrzutu

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, no 3
• Strony: 739--752
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rońda J.

autor

Siwek A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Applied Computer Science and Modelling, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Chen X., Wang H.X.: A calculation model for the evaporation recoil pressure in laser material processing, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 34, 2001, pp. 2637-2642.
• [2] Cerny R., Cháb V., Přikryl P.: A two-phase moving boundary problem with two moving interfaces in laser processing of materials, Computational Materials Science, Vol. 8, 1997, pp. 228-242.
• [3] FLUENT 12.1 documentation.
• [4] Han L., Liou F.W.: Numerical investigation of the influence of laser beam mode on melt pool, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 47, 2004, pp. 4385-4402.
• [5] Hirt C.W., Nichols B.D.: Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries, J. Comp. Phys., Vol. 39, 1982, pp. 201-225.
• [6] Jalali A., Najafi A.F.: Numerical modeling of the solidification phase change in a pipe and evaluation of the effect of boundary conditions, Journal of Thermal Science, Vol. 19, No. 5, 2010, pp. 419-424.
• [7] Jeong S-S., Kim S-J., Park G-Ch.: CFD simulation of codensing vapour bubble Rusing VOF model, World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol. 60, 2009, pp. 209-215.
• [8] Nichols B.D., Hirt C.W., Hotchkiss R.S.: SOLA-VOS: A solution algorithm for transient fluid flow with multiple free boundaries, Los Alamos Scientific laboratory, Report LA-8355, August 1980.
• [9] Salonitis K., Drougas D., Chryssolouris G.: Finite element modeling of penetration laser welding of sandwich materials, Physics Procedia, Vol. 5, 2010, pp. 327-335.
• [10] Semak V., Matsunawa A.: The role of recoil pressure in energy balance during laser materiale processing, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 30, 1997, pp. 2541-2552.
• [11] Siwek A., Didenko T.: Influence of laser processing on shape of melted zone and charakter of thermal cycles in steel, Hutnik, Vol. 71, No. 12, 2004, pp. 583-589.
• [12] Swift-Hook D.T., Gick A.E.F.: Penetration welding with lasers, Welding Journal, Vol. 52, No. 11, 1973, pp. 492-499.
• [13] Unverdi S.O., Tryggvason G.: A front-tracking method for viscous incompressible multifluid flows, J. Comp. Phys., Vol. 100, No. 25, 1992, pp. 25-37.
• [14] Zacharia T., David S.A., Vitek J.M.: Effect of evaopration and temeperature-dependent material properties on weld pool development, Metall. Trans., Vol. 22B, 1991, pp. 233-241.