機(jī)械6082鋁板/電廠6082鋁板中厚板多道焊接過程

成功預(yù)測焊接溫度場和應(yīng)力場的分布情況是獲得高質(zhì)量焊接結(jié)構(gòu)的重要舉措。 基于ANSYS平臺,鋁板 多道焊焊接過程中溫度場和應(yīng)力場的三維數(shù)值模擬中厚板的多道焊接過程非常復(fù)雜.對中厚板對接多道焊的溫度場和應(yīng)力場的分布進(jìn)行了動態(tài)模擬,分析了不同時(shí)刻的溫度場分布、應(yīng)力場中不同方向的殘余應(yīng)力的變化以及中厚板最終的變形情況。計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果對比,二者基本吻合。論文的完成可為中厚板多道焊焊接參數(shù)的選取提供有效依據(jù),可望節(jié)省大量的時(shí)間和物質(zhì)資源。論文針對中厚板多道對接焊的特殊情況,建立雙熱源模型,即高斯分布的熱源函數(shù)作為表面熱源與雙橢球形體熱源作為焊件熔池部分的內(nèi)熱源相結(jié)合的方式,兩熱源能量分配比為3:2,此熱源模型計(jì)算結(jié)果基本符合實(shí)際情況。

通過對平鋁板堆焊實(shí)例溫度場的有限元分析,成功得出了焊接有效半徑、焊接速度以及對流系數(shù)對焊接溫度場的影響,為中厚板多道焊模擬過程中相關(guān)參數(shù)的選擇提供了參考依據(jù);利用ANSYS中“生死”單元技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多道焊焊縫填充的動態(tài)過程;并且考慮到實(shí)際焊接過程中,焊條與被焊工件一般為相似相容物質(zhì),將焊縫部分的單元熱物理參數(shù)與其他部分取為一致,既簡化了算法,又不影響計(jì)算結(jié)果的精度。論文在溫度場計(jì)算結(jié)果中,對距離焊縫中心不等位置的點(diǎn)的熱循環(huán)曲線進(jìn)行了分析,曲線變化與實(shí)際情況一致,焊縫的熔寬為9mm左右,熔深為4.6mm左右,亦與實(shí)際情況相符;應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果中,橫向殘余應(yīng)力在焊縫方向上拉應(yīng)力與壓應(yīng)力達(dá)到平衡,縱向殘余應(yīng)力在焊縫橫截面上拉應(yīng)力與壓應(yīng)力平衡分布,中厚板由于焊縫橫截面溫度分布不均而產(chǎn)生面內(nèi)變形,角變形計(jì)算值與實(shí)測值接近。