鋁合金激光—電弧復(fù)合焊研究及其溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、鋁合金由于比重輕強(qiáng)度高塑性好耐腐蝕性能優(yōu)無磁性易于加工成形及無低溫脆性轉(zhuǎn)變等許多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)中激光電弧復(fù)合焊技術(shù)發(fā)揮了兩種熱源的長(zhǎng)處能在不同方面不同程度上減少或消除傳統(tǒng)焊接中的缺陷提高了激光能量的利用率是焊接高強(qiáng)鋁合金的首選工藝論文通過YAGMIG復(fù)合焊試驗(yàn)表明在相同的工藝條件下復(fù)合焊接頭焊縫深寬比大及具有焊接速度快能量利用率高生產(chǎn)成本低和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)對(duì)5mm平板ZL114鋁合金復(fù)合焊的適宜工藝參數(shù)為PYAG=3

2、000WUMIG17.9VIMIG138A焊接速度為3m/min深熔小孔復(fù)合焊接過程是一個(gè)快速復(fù)雜多維多參數(shù)的過程同時(shí)發(fā)生材料的熔化汽化及焊縫金屬的快速冷卻結(jié)晶同時(shí)伴隨不同物理化學(xué)過程如傳熱傳質(zhì)流體流動(dòng)相態(tài)變化等現(xiàn)象而能量吸收和傳輸機(jī)制以及小孔和光致等離子體的產(chǎn)生是影響深熔小孔焊接過程及質(zhì)量的關(guān)鍵模擬這樣一個(gè)過程既非常的復(fù)雜也是一種挑戰(zhàn)論文探討了激光電弧復(fù)合焊中兩熱源的耦合作用機(jī)理建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型用牛頓迭代法編制計(jì)算機(jī)程序

3、計(jì)算得到了接頭焊縫溫度場(chǎng)和熔合線基于ANSYS軟件采用雙熱源模型對(duì)接頭溫度場(chǎng)進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)有限元模擬建立了符合復(fù)合焊溫度場(chǎng)計(jì)算的有限元幾何模型并劃分了合適的網(wǎng)格通過APDL二次開發(fā)語言可方便實(shí)現(xiàn)復(fù)合焊中移動(dòng)熱源的加載和卸載兩種模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際焊縫相比表明都具有良好的一致性用計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)模擬焊接結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)研究探索復(fù)合熱源焊接中小孔等離子體以及熱源的相互耦合作用對(duì)于擴(kuò)大激光加工的應(yīng)用領(lǐng)域和提高國防裝備具有重要的意義