کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054340 1458017 2018 6 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effects of anode material oxygen content on molten metal convection generated via arc plasma heating
ترجمه فارسی عنوان
تأثیر محتوای اکسیژن مواد آند بر روی کنسانتره فلز مذاب تولید شده از طریق گرمایش پلاسمای قوس
ترجمه چکیده
هنگامی که فلز توسط حرارت پلاسمای قوس ذوب می شود، جریان متناوب در ناحیه فلز مذاب بوسیله نیروهای مختلف کشیدن ایجاد می شود. حالت پلاسمای قوسی که در این فرآیند مورد استفاده قرار میگیرد وابسته به جریان، ولتاژ، گاز محافظتی و مولفه تبخیر مواد پایه نیز بر پلاسما قوس تاثیر میگذارد. در این مطالعه ما نشان می دهیم که محتوای اکسیژن ماده آند بر تداخل پلاسمای قوس تاثیر می گذارد و جریان فلزی مذاب را با آزمایش و تحلیل عددی تغییر می دهد. اول، پس از تولید پلاسمای قوس در فولاد ضدزنگ فرتیک که دارای محتوای اکسیژن متفاوت بود و تمام اجزای دیگر یکسان بود، اندازه پلاسمای قوس با استفاده از دوربین با سرعت بالا مقایسه شد. این اندازه را می توان از روشنایی تصویر محاسبه کرد و می توان دید که اندازه دو پلاسما کمی متفاوت از یکدیگر هستند. شبیه سازی عددی برای تایید این تفاوت ها می تواند جریان فلزی مذاب و شکل دانه جوشکاری نهایی را تحت تاثیر قرار دهد. در نتیجه جریان فلز مذاب کاملا با این تغییر جزئی شکل پلاسما کاملا متفاوت بود. این تفاوت ها در جریان فلزی مذاب در آزمایش با استفاده از یک دوربین با سرعت بالا مشاهده شد. این تغییر در جریان را می توان با تفسیر توضیح داد که نیروی لورنتس توسط تضعیف پلاسمای قوس تقویت می شود و نیروی مارانگونی با افزایش گرادیان حرارتی افزایش می یابد. در نتیجه، به وضوح تایید شده است که محتوای اکسیژن در ماده آند، بر اندازه منطقه همجوشی در طول تابش حرارت پلاسما تاثیر می گذارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
تأثیر محتوای اکسیژن مواد آند بر روی کنسانتره فلز مذاب تولید شده از طریق گرمایش پلاسمای قوس
چکیده انگلیسی
When the metal is melted by an arc plasma heating, convective flow is generated in the molten metal zone by various drag forces. The state of arc plasma used in this process is dependent on the current, voltage, shielding gas, and the evaporated component of the base material also affects the arc plasma. In this study, we show that oxygen content of the anode material affects the constriction of the arc plasma and changes the flow of molten metal by experiment and numerical analysis. First, after the generation of the arc plasma on ferritic stainless steels, which had different oxygen content and all other components were the same, the size of the arc plasma was compared by captured image using high speed camera. This size can be deduced from the brightness of the image, and it can be seen that the sizes of the two plasmas are slightly different from each other. Numerical simulation was carried out to confirm that these differences could affect the flow of the molten metal and final weld bead shape. As a result, the flow of the molten metal was completely different even with this slight change of plasma shape. These differences in molten metal flow was also observed in an experiment using a high speed camera. This change in flow can be explained by the interpretation that the Lorentz force is strengthened by the constriction of the arc plasma and the magnitude of the Marangoni force is increased by the increasing of thermal gradient. In conclusion, it was clearly confirmed that the oxygen content in the anode material affects the size of the fusion zone during arc plasma heating.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 123, August 2018, Pages 999-1004
نویسندگان
, , , ,