Experimental and numerical analysis of molten pool and keyhole profile during high-power deep-penetration laser welding

جوشکاری لیزر با قدرت بالا به عنوان تکنولوژی ایده آل پیشرفته برای پیوستن به صفحات فولادی ضخیم با بهره وری بالا در صنایع. این مقاله یک روش مدل سازی شبیه سازی عددی سه بعدی برای بررسی ویژگی های پروفایل کلید سوراخ و تاثیر تکامل کلید های سوراخ در استخر مذاب و درک فرآیند تشکیل جوش و تولید نقص، از جمله پدیده های جوش مانند تورم، ستون و پراکندگی در حوض جوش در طول جوشکاری لیزر عمیق نفوذ بالا. برای تشخیص فرآیند تشکیل جوش، لایه گازی، سطح آزاد سوراخ چاه، سطح استخر ریخته گری و انتقال سه فازی بخار جامد و مایع در مدل در نظر گرفته شده است. بر اساس مدل پیشنهادی، پروفیل تنوع دوره ای و تکامل استیل مذاب محاسبه می شود. تعامل بین سوراخ کلید و رفتار دینامیکی مذاب و نقص جوش نیز مشخص و مورد بحث قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تجربی و ادبی مقایسه شده و توافقات خوب به دست می آیند. یافته شده است که تنگی و برآمدگی بر روی دیوار کلید سوراخ عقب شکل گرفته است عامل اصلی باعث تغییر دوره ای ورودی کلید سوراخ شده است. رابط ارتعاشی بین کلمپ و استخر ریخته گری اغلب با تورم و ستون همراه است که عامل اصلی تشکیل رسوبات است.