Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2017 | Vol. 17, No. 4 | 186--194
Tytuł artykułu

A computational fluid dynamics analysis of transport enforced by Marangoni effect during laser welding

Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Warianty tytułu
PL
Wykorzystanie obliczeniowej mechaniki płynów do analizy przepływu wymuszonego efektem Marangoniego w czasie spawania laserowego
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The presence of surface active elements such as sulfur in steel, changes the surface tension on the weld pool surface. The Marangoni effect induced by temperature dependent surface tension gradient, determines the direction of fluid flow in the entire volume of the weld pool. The difference of initial sulfur concentration of the welded parts is an additional factor which complicates the model. During welding an additional body force source term has been added to the momentum equations at the liquid steel surface, depending on sulfur concentration gradient. Mutual mixing of welded steels in the weld pool leads to periodic changes of driving force direction. The model permits the calculation of sulfur concentration in the weld pool and weld size depending on the initial composition, laser power and welding velocity.
PL
Wpływ zawartości siarki na proces spawania opisany został w wielu pracach. Siarka jako jeden z pierwiastków powierzchniowo aktywnych wpływa na napięcie powierzchniowe stali. W większości publikacji dotyczących modelowania procesu spawania, zawartość siarki była taka sama w obydwu spawanych elementach. Artykuł dotyczy przypadku, gdy spawane stalowe elementy różnią się zawartością siarki. Mieszanie się spawanych stali w jeziorku spawalniczym prowadzi do okresowych zmian kierunku działania siły wymuszającej przepływ. Model pozwala na obliczenie rozkładu zawartości siarki w spoinie oraz wielkości spoiny w zależności od danych termofizycznych stali, początkowej zawartości siarki, mocy wiązki lasera i prędkości spawania.
Słowa kluczowe
Wydawca

Rocznik
Strony
186--194
Opis fizyczny
Bibliogr. 26 poz., rys.
Twórcy
autor
Bibliografia
  • D’Alvise L., Massoni, E., Walløe, S.J., 2002, Finite element modelling of the inertia friction welding process between dissimilar materials, Journal of Materials Processing Technology 125–126, 387-391.
  • Darwish, S.M., 2004, Analysis of weld-bonded dissimilar materials, International Journal of Adhesion & Adhesives, 24, 347-354.
  • DebRoy, T., Bhadeshia, H.K.D.H., 2010,Friction stir welding of dissimilar alloys – a perspective, Science and Technology of Welding and Joining, 15(4), 266-270.
  • Dörfler, S.M., 2008, Advanced modeling of friction stir welding – improved material model for aluminum alloys and modeling of different materials with different properties by using the level set method, Proceedings of the COMSOL Conference, Hannover.
  • Ferziger, J.H., Perić, M., 2002, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer-Verlag, Berlin.
  • Fluent. Inc. Fluent 17.2, User’s guide, 2016.
  • Hann, L., Liou, F.W., 2014, Numerical investigation of the influence of laser beam mode on melt pool, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 4385-4402.
  • Hu, Z., He, X, Yu, G., Ge, Y., Zheng, C., Ning, W., 2012, Heat and mass transfer in laser dissimilar welding of stainless steel and nickel, Applied Surface Science, 258, 5914-5922.
  • Lienert, T.J., Burgardt, P., Harada, K.L., Forsyth, R.T., DebRoy T., 2014, Weld bead center line shift during laser welding of austenitic stainless steels with different sulfur content, Scripta Materialia, 71, 37-40.
  • Martinsen K., Hu S.J., Carlson B.E., 2015, Joining of dissimilar materials, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 64, 679-699.
  • Meshram, S.D., Mohandas, T., Reddy, G.M., 2007,Friction welding of dissimilar pure metals, Journal of Materials Processing Technology, 184, 330-337.
  • Mishra, S., Lienert, T.J., Johnson, M.Q., DebRoy, T., 2008, An experimental and theoretical study of gas tungsten arc welding of stainless steel plates with different sulfur concentrations, 56, 2133-2146.
  • Pardal, G., Meco, S., Ganguly, S., Williams, S., Prangnell, P., 2014, Dissimilar metal laser spot joining of steel to aluminium in conduction mode, Internationa Journal of Advanced Manufacturing Technology, 73, 365-373.
  • Patankar, S.V., 1980, Numerical Heat Transfer, McGraw-Hill, New York.
  • Rollin, A.F., Bentley, M.J., 1984, Weldability of nuclear components - the effects of minor cast variations, Proceedings of the International Conference on the Effects of Residual, Trace and Microalloying Elements on Weldability and Weld Properties, ed. P.H.M. Hart, Cambridge, 273-280.
  • Sahoo, R., DebRoy, T., McNallan, M.J., 1988, Surface tension of binary metal surface active solute systems under conditions relevant to welding metallurgy, Metallurgical Transactions B, 19B, 483-491.
  • Salimi, S., Bahemmat, P., Haghpanahi, M., 2014,A 3D transient analytical solution to the temperature field during dissimilar welding processes, International Journal of Mechanical Sciences, 79, 66-74.
  • Siwek, A., 2017, Laser welding simulation, http://home.agh.edu.pl/asiwek/welding, accessed: 2.06.2017.
  • Sun, Z., Ion, J.C., 1995, Review, Laser welding of dissimilar metal combinations, Journal of Materials Science, 30, 4205-4214.
  • Tinkler, M.J., Grant, I., Mizuno, G., Gluck, C., 1984, Welding 304L stainless steel tubing having variable penetration characteristics, Proceedings of the International Conference on the Effects of Residual, Trace and Microalloying Elements on Weldability and Weld Properties, ed. P.H.M. Hart, Cambridge, 247-258.
  • Tomashchuk, I., Sallamand, P., Jouvard, J.M., 2013, The modeling of dissimilar welding of immiscible materials by using a phase field method, Applied Mathematics and Computation, 219, 7103-7114.
  • Touloukian, Y.S., 1970, Thermophysical properties of matter, IFI/Plenum, New York.
  • Wei, H.L., Pal, S., Manvatkar, V., Lienert, T.J., DebRoy, T., 2015, Asymmetry in steel welds with dissimilar amounts of sulfur, Scripta Materialia, 108, 88-91.
  • Yao, C., Xu, B., Zhang, X., Huang, J., Fu, J., Wu, Y., 2009,Interface microstructure and mechanical properties of laser welding copper–steel dissimilar joint, Optics and Lasers in Engineering, 47, 807-814.
  • Zacharia, T., David, S.A., Vitek, J.M., 1991, Effect of evaporation and temperature-dependent material properties on weld pool development, Metallurgical Transactions B, 22B, 233-241.
  • Zhao, C.X., Kwakernaak, C., Pan, Y., Richardson, I.M., Saldi, Z., Kenjeres, S., Kleijn, C.R., 2010, The effect of oxygen on transitional Marangoni flow in laser spot welding, Acta Materialia, 58, 6345-6357.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-5fa6caf0-24dc-47e1-822f-556135c5835c
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.