黄泽湃，李会军，王瑞超，王皓

(五邑大学，广东 江门 529020)

0 前言

熔化极惰性气体保护焊(MIG)具有焊接生产率高、成本低、熔敷率高等优点，被广泛应用于工业生产中[1]。在焊接过程中熔滴的尺寸大小、过渡频率和脱落速度等是影响焊缝质量和焊接稳定性的重要因素[2]，为了实现对熔滴过渡行为的控制，近年来有学者提出了利用超声辐射力促进熔滴过渡的熔化极复合焊接方法，即超声-MIG焊。通过在MIG焊中添加超声作用既能提高焊接效率、改善焊缝组织，又能压缩电弧使飞溅减小[3-4]。范成磊等人[5]通过采用高速摄像的方法观测并分析熔滴过渡过程，研究在不同焊接参数下超声-MIG焊过渡区间的变化情况；谢伟峰等人[6]结合焊接电弧、熔滴过渡及焊缝成形三者之间的关系及各自特点，探讨了在超声-MIG焊接过程中超声的作用规律。该文将通过数值模拟的方式研究超声-MIG焊熔滴过渡机制，利用FLUENT软件模拟在超声的作用下熔滴长大、变形和脱落的过程，并将其与相关试验进行对比，分析在不同焊接电流和超声振幅条件下熔滴过渡的变化规律。

1 数值模拟

1.1 物理模型

超声-MIG焊金属熔滴从焊丝端部脱离转移到熔池的过程中受到了重力、表面张力、电磁力、等离子流力和声辐射力的综合影响。其熔滴过渡过程是个涉及多场耦合的复杂物理过程，为了便于描述此过程、简化计算，作如下假设[7]：①液态金属熔滴为不可压缩牛顿流体；②焊丝端部呈水平，熔滴初始状态为半圆形；……