研究人员在进行激光复合焊的温度场模拟时得到以下结论[16,17,18]:当电流较小时,激光能够使电弧产生很大程度上的压缩。同时,随着电流的增大,峰值能量密度不断增大,这将会导致所得到的焊接接头的熔深增加。但是,激光离散程度加剧不可避免。此时,由于激光能量密度的下降,并不会再对电弧产生进一步影响。Chen[19]等在研究激光与电弧之间的相互作用时也同样得到“激光功率越高,相互作用就越强”的结论。因此,光丝距离在一定条件下存在最佳距离与最佳相互作用效果的对应关系。
1.3激光复合热源焊接的数值模拟现状
由于实际焊接过程中牵扯到许多物理化学过程,一般将其定义为多场耦合问题。大量的实验使成本增加,而且一些特殊的、不易检测到的现象也无法得到验证和讨论。数值模拟技术能较好地分析焊接过程,降低研究成本。同时,利用一些专业的焊接方面的软件还可以预测焊接缺陷,受到国内外学者的广泛重视。据此不难预测,今后数值模拟技术将与工艺试验一起,共同成为激光-电弧复合焊的主要研究方法之一。而仿真过程中所选择的模型被认为是热源及时性和唯一性的数学表达[20]。同时,在模拟过程中存在缺乏高温数据、换热参数不易设置等问题[21]。这些因素都会与最终结果产生直接或间接的联系。因此,能否选择接近实际情况的热源模型将会对整体结果的准确性产生较大的影响。