鈦合金艙體結(jié)構(gòu)件激光點(diǎn)焊變形預(yù)測(cè)與焊接順序優(yōu)化.pdf

1、激光點(diǎn)焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻點(diǎn)焊能夠減小航天鈦合金電子艙焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低等不足,快速適應(yīng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。但激光點(diǎn)焊實(shí)際應(yīng)用時(shí)也存在著承載能力及變形等問題。本文針對(duì)某型號(hào)鈦合金電子艙特征,確定了激光非穿透點(diǎn)焊焊點(diǎn)形式,利用該焊點(diǎn)形式對(duì)結(jié)構(gòu)件焊后變形進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了變形規(guī)律并優(yōu)化焊接工藝從而為激光點(diǎn)焊在結(jié)構(gòu)件上的實(shí)際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　首先,對(duì)1.5mm厚薄板搭接接頭進(jìn)行了激光點(diǎn)焊工藝試驗(yàn)及力學(xué)性能測(cè)試,結(jié)果表明傳統(tǒng)激光

2、點(diǎn)焊焊點(diǎn)承載能力較低,不能滿足實(shí)際構(gòu)件焊接需求,因而需對(duì)焊點(diǎn)的形狀進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。比較了新形式焊點(diǎn)的力學(xué)性能,認(rèn)為該類型焊點(diǎn)的承載載荷能力與焊點(diǎn)的熔合面面積有關(guān)。然而受限于實(shí)際結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計(jì)的環(huán)形焊點(diǎn)同樣不能滿足要求,C形焊點(diǎn)及雙排斷續(xù)焊點(diǎn)在抗剪性能上則已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)。焊點(diǎn)形式的最終確定,還需綜合考慮兩種焊點(diǎn)的焊后變形來選擇。
　　其次,利用有限元模型對(duì)平板搭接接頭激光點(diǎn)焊溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及焊接變形進(jìn)行了分析,并與實(shí)測(cè)值相比較,驗(yàn)證了

3、模型求解邊界條件的合理性,為后文分析兩種焊點(diǎn)形式對(duì)結(jié)構(gòu)件焊接變形的影響提供了理論基礎(chǔ)。此外平板件數(shù)值模擬結(jié)果還表明,減小焊點(diǎn)冷卻時(shí)間,不僅可以縮短模擬計(jì)算時(shí)間、減小計(jì)算結(jié)果容量,還能有效減小焊接變形。
　　再次,通過減少結(jié)構(gòu)件中焊點(diǎn)數(shù)量的方式簡(jiǎn)化模擬過程。比較簡(jiǎn)化模型下,不同焊點(diǎn)形式焊接艙體結(jié)構(gòu)件的焊后變形,結(jié)果表明C形焊點(diǎn)的變形更小,由此確定C形焊點(diǎn)是結(jié)構(gòu)件焊接最優(yōu)的焊點(diǎn)形式;隨后,比較該焊點(diǎn)形式下,加強(qiáng)筋焊接順序差異對(duì)結(jié)構(gòu)件變