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.
Autor*innen: | Antoni ArtinovORCiD, Marcel BachmannORCiD, Michael RethmeierORCiD, V. Karkhin, P. Khomich |
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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 |