Tytuł pozycji:
A computational fluid dynamics analysis of transport enforced by Marangoni effect during laser welding
The presence of surface active elements such as sulfur in steel, changes the surface tension on the weld pool surface. The Marangoni effect induced by temperature dependent surface tension gradient, determines the direction of fluid flow in the entire volume of the weld pool. The difference of initial sulfur concentration of the welded parts is an additional factor which complicates the model. During welding an additional body force source term has been added to the momentum equations at the liquid steel surface, depending on sulfur concentration gradient. Mutual mixing of welded steels in the weld pool leads to periodic changes of driving force direction. The model permits the calculation of sulfur concentration in the weld pool and weld size depending on the initial composition, laser power and welding velocity.
Wpływ zawartości siarki na proces spawania opisany został w wielu pracach. Siarka jako jeden z pierwiastków powierzchniowo aktywnych wpływa na napięcie powierzchniowe stali. W większości publikacji dotyczących modelowania procesu spawania, zawartość siarki była taka sama w obydwu spawanych elementach. Artykuł dotyczy przypadku, gdy spawane stalowe elementy różnią się zawartością siarki. Mieszanie się spawanych stali w jeziorku spawalniczym prowadzi do okresowych zmian kierunku działania siły wymuszającej przepływ. Model pozwala na obliczenie rozkładu zawartości siarki w spoinie oraz wielkości spoiny w zależności od danych termofizycznych stali, początkowej zawartości siarki, mocy wiązki lasera i prędkości spawania.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
