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作者：周祥曼;杨胜波;王礴允;吴海华;田启华;付君健;张海鸥;
单位：三峡大学机械与动力学院;三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室;石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心;华中科技大学机械科学与工程学院;
摘要：为了揭示具有纵向和横向分量的外加变位磁场对TIG电弧增材成形过程中电弧和熔池传热与流动的影响机理，基于流体动力学软件Fluent，建立了电弧与熔池耦合的三维瞬态模型。对比分析了不同角度的变位磁场对电弧形貌、电磁力、热流密度、熔池形貌及熔池速度场的影响规律与机理。结果表明：无外加磁场时，电弧与熔池对称分布，施加变位磁场时，电弧和熔池中产生周向旋转和偏向一侧的电磁力，使电弧与熔池发生旋转与偏移，熔池除了具有由内向外的流动，还具有围绕中心旋转和偏向一侧的流动；增大变位磁场的变位角度使横向磁场分量减小，纵向磁场分量增加，从而使偏向一侧的电磁力减小，周向旋转电磁力增大，进而使电弧偏转与熔池偏移减弱，熔池旋转流动趋势增强。研究结论可为后续磁控电弧增材制造传热、传质的机理分析及工艺参数的选择提供理论依据和参考。
关键词：电弧增材制造;;数值模拟;;变位磁场;;传热流动
基金资助：国家自然科学基金（51705287）;; 湖北省教育厅科研计划（D20211203）;; 湖北省技术创新专项重大项目（2019AAA164）
