Numerical estimation of temperature distribution in laser welded elements

This paper presents a numerical model of temperature field in laser butt welded plate. The temperature field in the welded joint was obtained using the finite differencc method to solve the heat transfer equation with a convection unit in Eulerian coordinates. Latent heat, at of phase transformation in solid State and evaporation heat were considered in the numerical algorithm. The thermo-physical parameters in heat transfer equation were assumed as depending on temperature. The Goldak’s model was used to represent the movable :welding source taking into account the change in a power density with depth of the weld. The temperature distribution in the weld was determined. The characteristic areas of a joint, e.g. melting zone, heat-affected zone, were numerically computed.

---

W pracy przedstawiono model numeryczny wyznaczania pola temperatury w piaskowniku spawanym doczołowo techniką laserową. Pole temperatury w złączu spawanym otrzymano z rozwiązania równania przewodnictwa ciepła z członem konwencyjnym we współrzędnych Eulera. Do rozwiązania tego równania zastosowano metodę różnic skończonych. W algorytmie uwzględniono ciepło krzepnięcia, ciepło przemian fazowych w stanie stałym oraz ciepło parowania. Występujące w równaniu przewodzenia ciepła parametry termofizyczne przyjęto zmienne z temperaturą. W modelowaniu ruchomego źródła spawającego, zastosowano model źródła Goldaka, uwzględniający zmianę gęstości mocy na głębokości złącza. Wyznaczono rozkłady temperatury w złączu spawanym oraz określono numerycznie charakterystyczne obszary złącza, tj. spoinę i strefę wpływu ciepła.