Numerical analysis of the process of electron beam additive deposition with vertical feed of wire material

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 3 2022 11 TECHNOLOGY Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Использованные при расчете теплофизические характеристики стали 04Х18Н10 Thermal physical characteristics of 04Cr18Ni10 steel used in the calculation Характеристика Characteristics Обозначение Designation Размерность Dimension Значение Value Температура плавления Melting temperature Tпл Tmelt K K 1800 Удельная теплоемкость Specifi c heat capacity Cp Дж·кг–1·K–1 J·kg–1·K–1 710 Плотность Density ρ кг·м–3 kg·m–3 7680 Теплопроводность Thermal conductivity λ Вт·м–·K–1 W·m–1·K–1 26 Скрытая теплота плавления Enthalpy of fusion Hпл Hf Дж/кг J/kg 276 000 Температура кипения Boiling Point Tкип Тevp K K 3133 Энтальпия испарения Enthalpy of evaporation Hкип Hevp Дж/кг J/kg 351 000 Динамическая вязкость Dynamic viscosity μ Па·с Pa·s 0,007 Коэффициент поверхностного натяжения Surface tension coeffi cient σ Н·м−1 N·m−1 1,615 Температурный коэффициент поверхностного натяжения Temperature coeffi cient of surface tension    d dT Н·м−1·K−1 –0,00043 номерных валиков без значительных искажений линии сплавления и струйный перенос присадочного материала в ванну расплава. Учет силы давления паров оказывает значительное влияние на результаты численного моделирования формирования ванны расплава и протекающих в ней гидродинамических процессов, так как известно, что силы давления паров являются основной движущей силой в сварочной ванне [22]. Изменяется также характер переноса присадочного материала. При учете действия сил давления паров численные расчеты показывают значительно большую глубину проплавления основного металла, ширина наплавленных валиков при этом увеличивается приблизительно на 20 %. Под действием сил давления паров в расплаве формируется кратер, и металл вытесняется на периферию ванны жидкого металла. Кратер имеет вытянутую форму в направлении, совпадающем с проекцией плоскости действия электронных пучков. Изменения в соотношении сил, действующих на ванну и формируемые капли присадочного материала, приводят к переходу на крупнокапельный перенос металла. С учетом сил давления паров при расположении вектора скорости наплавки в плоскости действия электронных пучков имеет место асимметрия геометрии наплавленных валиков. Это связано с тем, что векторы силы давления паров от воздействия тепловых источников, находясь в плоскости расположения вектора наплавки, ограничивают движение расплава в продольном направлении и вытесняют его на периферию наплавляемого валика, при этом направление выплесков имеет стохастический характер.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1