The model of the temperature field and fluid flow in elements heated by moving heat sources

• Autorzy: Piekarska W. , Kubiak M. , Saternus Z.

Warianty tytułu

PL

Model pola temperatury i ruch cieczy w elementach nagrzewanych ruchomymi źródłami ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents numerical analysis of thermal phenomena in hybrid laser – arc welding. The temperature field was obtained by solving the heat transfer equation with convection term. The fluid flow in the melted zone was determined by the solution of the Navier – Stokes equation taking into account the natural convection and flow through porous medium in the mushy zone. On the basis of elaborated models, the results of computer simulations were presented considering temperature and velocity distribution with marked fusion zone and the heat-affected zone.

PL

Praca dotyczy numerycznej analizy zjawisk cieplnych w procesie spawania hybrydowego laser - łuk elektryczny. Pole temperatury wyznaczono z rozwiązania równania nieustalonego przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym. Ruch cieczy w obszarze przetopienia wyznaczono z rozwiązania równania Naviera - Stokesa z uwzględnieniem konwekcji swobodnej cieczy oraz przepływu cieczy przez medium porowate w obszarze dwufazowym. Na podstawie opracowanych modeli przedstawiono wyniki symulacji komputerowej obejmujące pole temperatury oraz pole prędkości cieczy z zaznaczoną strefą przetopienia i strefą wpływu ciepła.

Słowa kluczowe

EN

hybrid welding; thermal phenomena; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 10, No. 1
• Strony: 37--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Piekarska W.

autor

Kubiak M.

autor

Saternus Z.

• Institute of Mechanics and Machine Design, Częstochowa University of Technology Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa,

Bibliografia

• Bagger, C, Olsen, F.O., 2005, Review of laser hybrid welding, Journal of Laser Applications, 17, 1.
• Gery, D., Long, H., Maropoulos, P., 2005, Effects of welding speed, energy input and heat source distribution on temperature variations in butt joint welding, Journal of Materials Processing Technology, 167, 393-401.
• DebRoy, T., T.Davis, S.A., 1995, Physical processes in fusion welding, Reviews of Modern Physics, 67, 85-112.
• Kusiński, J.,2000, Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej, wyd. Akapit, Kraków.
• Ranatowski,E., 2002, Uwagi o modelowaniu procesów cieplnych przy użyciu skoncentrowanych źródeł energii, Przegląd Spawalnictwa, 8-10, 152-155.
• Wouters, M.,2005, Hybrid laser-MIG welding: An investigation of geometrical considerations, Lulea, Sweden.
• Pilarczyk,J.,Banasik, M., Dworak, J., Stano, S., 2007, Spawanie hybrydowe z wykorzystaniem wiązki laserowej i łuku elektrycznego, Przegląd Spawalnictwa, 10, 44-48.
• Piekarska,W.,2007,Analiza numeryczna zjawisk termomechanicznych procesu spawania laserowego. Pole temperatury, przemiany fazowe i naprężenia, Praca habilitacyjna 135,Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• Zienkiewicz, O.C.,Taylor, R.L., 2000, The finite element method, Butterworth-Heinemann, Fifth edition, 1, 2, 3, New York.
• Zhou, J.,Tsai, H.L.,2008, Modeling of transport phenomena In hybryd laser - MIG keyhole welding, International Journal of Heat and Mass Transfer, 51, 4353-4366.