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Numerical simulation of full penetration laser welding of thick steel plate with high power high brightness laser

  • Full penetration laser welding was carried out on a 10 mm steel plate using a 16 kW maximum power continuous wave thin disk laser. Upper surface and lower surface of molten pool were observed synchronously with two high speed CCD cameras during the welding process. The lower surface was much longer and more unstable than the upper one. A three dimensional laser deep penetration welding model in which volume of fluid (VOF) method was combined with a ray-tracing algorithm was used to simulate the dynamic coupling between keyhole and molten pool in laser full penetration welding. The calculated weld cross-section morphology and molten pool length on both upper side and lower side agree well with experimental results. Evolution of molten pool in lower side during full penetration laser welding was analyzed, periodical features of energy coupling, molten pool behavior and keyhole dynamics in laser full penetration welding were identified and discussed.

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  • 1-s2.0-S092401361400096X-main.pdf
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Metadaten
Autoren/innen:L. J. Zhang, J. X. Zhang, Andrey Gumenyuk, Michael Rethmeier, S.J. Na
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of materials processing technology
Jahr der Erstveröffentlichung:2014
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:214
Ausgabe/Heft:8
Erste Seite:1710
Letzte Seite:1720
Freie Schlagwörter:Full penetration laser welding; Keyhole; Molten pool; Thick plate
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.03.016
ISSN:0924-0136
ISSN:1873-4774
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:14.04.2014