các hệ số tỷ lệ, đại diện cho sự phân chia nhiệt phía trước và phía sau nguồn nhiệt, trong đó rf + rb = 2.
Điều cần lưu ý là nguồn nhiệt khối elipsoid kép có mật độ nhiệt năng mang tính liên tục nên giá trị Q(x,y,z) từ hai Phương trình (2.26) và Phương trình (2.27) phải bằng nhau tại mặt phẳng x=0. Từ điều kiện này, ta có thêm ràng buộc đối với các hệ số rf và rb là rf /chf = rb /chb. Vì vậy, giá trị của hai hệ số này được xác định như sau:
𝑟𝑓 = 2𝑐ℎ𝑓 (𝑐 ℎ𝑓+ 𝑐ℎ𝑏) ⁄ (2.28) 𝑟𝑏 = 2𝑐ℎ𝑏 (𝑐ℎ𝑓+ 𝑐ℎ𝑏) ⁄ (2.29)
Như vậy có thể thấy rằng nguồn nhiệt khối elipsoid kép có phân bố Gauxơ này có thể được biểu diễn bằng 5 thơng số là: hiệu suất hồ quang μ và 4 thơng số hình học của nguồn nhiệt: ah, bh, chf và chb.
Goldak và các công sự đã chỉ ra một mối tương quan giữa kích thước của nguồn nhiệt và kích thước của các vũng hàn, đồng thời đã cho rằng có thể nhận được những giá trị thích hợp cho ah, bh, chf và chb bằng cách đo trực tiếp các thơng số hình học của vũng hàn.
Qua phân tích mơ hình các nguồn nhiệt cho thấy mơ hình nguồn nhiệt elipsoid kép có nhiều ưu điểm hơn so với mơ hình nguồn nhiệt elipsoid đơn vì nó cho phép thiết lập mơ hình thực của nguồn nhiệt chuyển động linh hoạt hơn rất nhiều. Do vậy thơng qua nghiên cứu và tham khảo các cơng trình trong nước và trên thế giới về vấn đề này, mơ hình nguồn nhiệt elipsoid kép được chọn để tính tốn và nghiên cứu vì nó rất thích hợp cho các q trình hàn hồ quang như MMA, MIG, MAG, TIG.
Mô hình nguồn nhiệt hồ quang của hàn GMAW
Như đã phân tích ở trên, các q trình hàn MMA, TIG, MIG/MAG sẽ giống nhau về dạng mơ hình nguồn nhiệt khối có mật độ dạng elipsoid kép, chúng chỉ khác nhau về các giá trị nhiệt hiệu dụng cũng như kích thước của nguồn nhiệt – điều này cũng được phần mềm Sysweld thừa nhận. Do đó tác giả sẽ sử dụng nguồn nhiệt elipsoid này để nghiên cứu. Theo tài liệu [40], để mô phỏng số, tác giả Goldak đã đưa ra một dạng rút gọn và tương đương của mơ hình nguồn nhiệt nhằm cung cấp số liệu đầu vào cho phần mềm SYSWELD thực thi như sau:
Trong đó P=.Uh.Ih là công suất nhiệt hiệu dụng của nguồn nhiệt hàn, Uh là điện áp hàn, Ih là cường độ dòng điện hàn và là hiệu suất của quá trình hàn GMAW ( = 60 ÷ 85%) [40]. Các thông số Qf, Qr, af, ar, b và c của nguồn nhiệt hàn được xác định từ thực nghiệm và sẽ được đưa vào mơ hình PTHH để tính tốn.