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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2014

01.06.2014

A Quantitative Model of Keyhole Instability Induced Porosity in Laser Welding of Titanium Alloy

verfasst von: Shengyong Pang, Weidong Chen, Wen Wang

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2014

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Abstract

Quantitative prediction of the porosity defects in deep penetration laser welding has generally been considered as a very challenging task. In this study, a quantitative model of porosity defects induced by keyhole instability in partial penetration CO2 laser welding of a titanium alloy is proposed. The three-dimensional keyhole instability, weld pool dynamics, and pore formation are determined by direct numerical simulation, and the results are compared to prior experimental results. It is shown that the simulated keyhole depth fluctuations could represent the variation trends in the number and average size of pores for the studied process conditions. Moreover, it is found that it is possible to use the predicted keyhole depth fluctuations as a quantitative measure of the average size of porosity. The results also suggest that due to the shadowing effect of keyhole wall humps, the rapid cooling of the surface of the keyhole tip before keyhole collapse could lead to a substantial decrease in vapor pressure inside the keyhole tip, which is suggested to be the mechanism by which shielding gas enters into the porosity.

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Metadaten
Titel
A Quantitative Model of Keyhole Instability Induced Porosity in Laser Welding of Titanium Alloy
verfasst von
Shengyong Pang
Weidong Chen
Wen Wang
Publikationsdatum
01.06.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2014
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-014-2231-3

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