文档介绍：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□, 在年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年月日日期: 年月日摘要高功率激光焊接以其能量密度高、焊接热影响区小,焊接质量高等特点,已在工业领域得到广泛的应用。与此同时,激光焊接也存在着桥连性差、适应性差等缺点,因此将激光与其他能场相互耦合进行复合焊接的方法被陆续提出。复合焊接过程复杂,熔池行为剧烈,一般的实验手段难以直接获得焊接过程中熔池及小孔内部的温度场、速度场以及压力场等内部信息,制约了对焊接机理的深入理解和焊接技术的进一步推广。本文通过数值模拟的手段对激光-电弧/磁场复合焊接熔池及小孔的内部传热和流动过程做了分析。分析了激光、电弧热源模型及其组合热源模型的空间分布,考虑了焊接过程中蒸汽反冲作用力、浮力、表面张力、热毛细力等对熔池及小孔运动的影响,建立了激光-电弧、激光-磁场复合焊接综合数学模型。并通过UDF(UserDefineFunction),采用C编程将能量、体积力等源项,边界条件,材料的热物性参数等添加FLUENT控制方程中,基于VOF(VolumeofFluid)方法对小孔及熔池的气/液界面进行了实时追踪。研究了激光与电弧焊接的温度场分布情况,以及偏置型激光-电弧复合焊接熔池的温度场分布情况及特点。分析了激光-电弧复合焊接前期,小孔的受力情况及小孔的发展速度,蒸汽反冲作用力对于熔池的流动速度及熔池形态的决定性作用。研究了激光-磁场复合焊接处于稳态时,不同大小的热毛细力对熔池流动及熔池形态的作用,结果表明热毛细力是形成“钉子形”焊缝的重要因素。分析了不同磁场强度下熔池的流动及熔化情况,结果表明对于焊接处于稳态时洛伦兹力作用不明显;当焊接处于凝固阶段时洛伦兹力的作用开始显现,减缓熔池的温度降低,有利于焊接过程中熔池内部产生的气泡的逸散,提高焊缝质量。本文的研究与实验结果较为符合,可以较好的解释激光复合焊接过程中的流动与传热行为,对于深入理解激光深熔复合焊接机理有一定指导作用。关键词:激光-电弧复合焊接;激光-磁场复合焊接;数值模拟;FLUENT二次开发AbstractWiththecharacteristicsofhighenergydensity,smallHAZandhighweldquality,,ingssuchaspoorbridgingabilityandadaptability,,anditisdifficulttoobtaintheinternalinformationofweldingpoolandkeyholesuchasvelocityfield,temperaturefieldandpressurefield,,throughnumericalsimulation,theflowpatternofweldingpoolandkeyholeofthelaser-arc/,recoilpressure,surfacetension,thermalcapillaryforceontheweldingpoolandkeyhole,prehensivemathematicalmodelofthelaser