标题:激光+GMAW复合热源焊接温度场和热变形的有限元分析
导师:武传松
学号:200512020
作者:孙岩
论文答辩日期:2008-05-28 00:00:00
关键词:激光+GMAW;复合热源焊接;热源作用模式;热变形;有限元分析
摘要:Nd:YAG激光+GMAW复合热源焊接(Nd:YAG laser +GMAW hybrid welding)将激光和电弧这两种热源复合在一起,同时作用于同一加工位置,充分利用两种热源各自的优势,又相互弥补各自的不足,成为一种优质、高效的焊接成形新工艺。本文针对该新型焊接工艺的特点,建立激光+GMAW复合热源焊接过程的数值分析模型,为实现其工艺参数的优化奠定基础。 从宏观的焊接热过程出发,根据复合热源焊接的焊缝形状特点,建立了适用的、恰当的复合热源焊接的体积热源分布模式,即沿板厚方向,工件的上部采用双椭球体热源,下部为中心轴热流峰值线性递增的圆柱体热源。将“双椭球体+峰值递增圆柱体”组合式热源应用于SYSWELD软件与复合热源焊接热过程的有限元分析模型,计算了不同工艺条件下的复合热源焊接温度场以及焊缝形状尺寸,计算与实验结果吻合。证明了所提出的组合式体积热源的合理性和适用性。 根据上述焊接温度场的计算结果,对复合焊接接头的热变形情况进行了初步计算,在焊缝熔深基本相同的情况下,对复合热源焊接和GMAW焊接的应力变形进行了比较,发现复合热源焊接时横截面、纵截面、上表面以及整体的变形量均要比GMAW焊时的小。本文的研究在为激光+GMAW复合热源焊接工艺参数优化提供理论数据的同时进一步印证了该工艺的优越性。
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