8.3.1 焊接熔池的流体特点与基本假设
第2章中已经述及，焊接熔池在多种力的作用下存在着剧烈的流动，这对于焊接过程的传热、传质、焊缝凝固行为、焊缝最终几何形状及接头质量有着重要的影响。焊接熔池参与导电，具有磁流体特征，在某些基本假设的前提下，其依然可以在流体力学范畴内求解。为了简化计算，取如下基本假设：
1)采用 Boussinesq 近似处理熔池中的浮力。
2)熔池的自由表面为平面。
3)忽略金属蒸气的作用。
4)不考虑 MIG 焊熔滴过渡。
5)不考虑电弧对工件的压力。
另外,还需要通过雷诺数的计算来判定焊接熔池内部的流动是何种流动状态，低碳钢在2000K时流体的特征长度L~0.01m，流动速度0.15m/s，密度0-6900kg/m’，动力黏度系数0.01kg/(m·s)。由式(8-1)计算得知，低碳钢焊接熔池的雷诺数约为1035，通常情况下认为内流流体由层流转变为紊流的雷诺数范围为 2000~3000，因此本节中的熔池计算采用层流模型。
8.3.2 焊接熔池控制方程
焊接熔池作为一个导电的磁流体，其在三维状态下的控制方程如下，质量守恒方程：
电流连续性方程：
式中，p--气体密度;
u、v、w-x、y、z方向的速度;
μ--黏度系数;
P--气体压力;
7--热力学温度;
c--定压比热容;
K--热导率;
S、S、S--动量方程在x、y、z方向的源项;
Su--能量方程的源项，包括所有不能归入对流项及扩散项中的其他项:
-电势:J--电流密度矢量;
--电导率;
E--电位差;
B--磁场强度;
为--电流密度的y方向分量;4--真空磁导率，4=4πx10-7
（内容、图片来源：《焊接过程数值模拟》一书，侵删）
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