工艺参数对钨极气体保护电弧焊熔池振荡行为的影响

电弧焊过程中的内部流动行为与熔池表面振荡复杂且尚未被完全理解。本工作中，采用高保真数值模拟来描述焊接位置、硫浓度（60-300 ppm）与行走速度（1.25-5 mm/s）对全熔透熔池中熔融金属流动动力学的影响。实施小波变换以获得振荡信号的时间分辨频谱，克服了傅里叶变换在呈现频谱时间分辨率上的不足。将本数值计算结果与可用的解析和实验数据集比较，证明了所提方法在预测熔池振荡上的鲁棒性。结果揭示：由焊接位置改变引起的熔池表面形貌变化改变了施加于熔融材料的电弧力与功率密度的空间分布，并进而影响池内流动模式。在相似焊接条件下，改变硫浓度影响 Marangoni 流动模式，而增加行走速度减小熔池尺寸并增大上下熔池表面间的偏移，影响表面上的流动结构（涡旋形成）。内部流动模式的变化影响熔池形状及其表面振荡的演化。