激光深熔焊小孔回填研究：表面张力影响分析

"激光深熔焊熔池金属回填小孔流场研究 (2013年)" 这篇论文主要探讨了激光深熔焊过程中的一种特殊现象——小孔效应，以及小孔在焊接过程中如何被熔池金属回填。作者基于有限元方法，利用流体力学软件FLUENT对AISI316不锈钢进行了模拟研究，深入分析了热源撤离后，熔池金属在静压力和表面张力共同作用下的回填小孔过程。 在激光深熔焊中，小孔的形成是由于金属迅速加热和蒸发，产生的蒸汽压力推开熔融金属形成的。这种小孔的存在增强了激光与金属间的相互作用，提高了能量吸收率，进而增加了熔深。然而，当激光热源移除后，小孔的塌陷和熔池金属的回填决定了焊缝的质量。论文指出，表面张力对于熔池回填小孔的影响远大于静压力，因此，控制表面张力的大小和方向对于减少焊接缺陷至关重要。 作者运用流体体积法（VOF）追踪气液界面的变化，通过对比分析在不同驱动力（即熔池静压力和表面张力）下的熔池温度场和速度场，揭示了不同条件下熔池流动的瞬态特性。这一研究为理解激光焊接中的物理机制提供了有力的理论支持，同时也为优化焊接工艺，减少焊接缺陷提供了指导。 关键词涉及激光焊接、熔池、小孔以及材料AISI316，表明该研究聚焦于激光深熔焊的特定材料和现象，并采用了先进的数值模拟工具FLUENT进行分析。论文的结论强调了控制表面张力在提高焊接质量中的关键作用，这为实际焊接操作中的工艺改进提供了理论依据。 这篇论文是工程技术领域的一篇研究论文，对激光深熔焊的微观过程进行了深入研究，尤其关注了小孔回填过程中的流体力学效应，为提高焊接质量和效率提供了新的见解。