DP1000鋼薄板激光焊接過(guò)程的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、DP1000鋼薄板薄板激光焊接過(guò)程激光焊接過(guò)程的數(shù)值模擬與分析數(shù)值模擬與分析NumericalsimulationanalysisoflaserweldingfDP1000steelsheet學(xué)科專(zhuān)業(yè)：材料加工工程研究生：李笑雨指導(dǎo)教師：王立君教授天津大學(xué)材料學(xué)院二零一三年十二月摘要節(jié)能、安全和環(huán)保是當(dāng)今世界汽車(chē)發(fā)展的主題。高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼，特別是兼顧良好碰撞吸能和成形性能的雙相（DP）鋼的應(yīng)用日益增加。這類(lèi)鋼既能保證車(chē)身的安全性能，又

2、能顯著降低車(chē)身的重量，如今已經(jīng)成為汽車(chē)生產(chǎn)商廣泛使用的特殊材料。激光焊接能夠保持高強(qiáng)鋼較高的強(qiáng)度，防止較大的變形，因此激光焊接在高強(qiáng)鋼中的應(yīng)用日益廣泛。數(shù)值模擬與仿真在焊接過(guò)程的研究中發(fā)揮著不可替代的作用，可以縮短實(shí)驗(yàn)周期，降低實(shí)驗(yàn)成本，提高效率，對(duì)焊接工藝的制定與分析有一定的理論指導(dǎo)意義。本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT對(duì)DP1000薄板激光焊接熔池溫度場(chǎng)與流場(chǎng)的分布規(guī)律和影響因素進(jìn)行了數(shù)值分析，采用旋轉(zhuǎn)高斯曲面體模擬激光熱輸入

3、，模擬計(jì)算的熔池形貌與實(shí)際焊縫吻合良好。模擬中特別研究了所用夾具的銅基座對(duì)溫度場(chǎng)及熔池形態(tài)的影響。結(jié)果表明，銅基座對(duì)焊件有較強(qiáng)的熱擴(kuò)散作用，會(huì)降低熔池的最高溫度，減小焊縫尺寸。另外，研究發(fā)現(xiàn)，DP1000鋼薄板焊接的熔池流動(dòng)主要由重力差異引起的浮力驅(qū)動(dòng)，熔池最大流動(dòng)速度的數(shù)量級(jí)為mms。對(duì)DP1000薄板焊接接頭進(jìn)行維氏硬度測(cè)試，熱影響區(qū)硬度最多比母材下降約70HV0.2。為了進(jìn)一步分析其熱影響區(qū)明顯的軟化現(xiàn)象，應(yīng)用ANSYS的APDL