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Modeling of hydrodynamic and thermal processes at laser welding with through penetration

  • A mathematical model for physical processes in fusion welding has been developed. It is based on the equivalent heat source concept and consists of two parts: thermo-hydrodynamics of the weld pool and heat conduction in the weldment outside the pool. In thermo-hydrodynamic problem, temperature – dependent material properties, keyhole shape, thermo-capillary and natural convection, phase transformations and other physical phenomena are taken into consideration. Solution of the thermo-hydrodynamic problem by the finite element method is demonstrated with keyhole laser beam welding of a 15 mm thick steel plate. Thermo-capillary convection is primarily responsible for the intricate convex-concave melt pool shape and pool enlargement near the plate surfaces. The calculated and experimental molten pool dimensions are in close agreement.

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Autor*innen:Antoni ArtinovORCiD, Marcel BachmannORCiD, Michael RethmeierORCiD, V. Karkhin, P. Khomich
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Welding International
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren
Verlag:Taylor & Francis Group
Erste Seite:1
Letzte Seite:12
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Greens function method; Heat conduction; Laser welding; Weld pool modeling
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1080/09507116.2021.1989209
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:15.12.2021
Referierte Publikation:Nein
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