機械6082鋁板/電廠6082鋁板中厚板多道焊接過程

成功預測焊接溫度場和應力場的分布情況是獲得高質量焊接結構的重要舉措。 基于ANSYS平臺,鋁板 多道焊焊接過程中溫度場和應力場的三維數值模擬中厚板的多道焊接過程非常復雜.對中厚板對接多道焊的溫度場和應力場的分布進行了動態模擬,分析了不同時刻的溫度場分布、應力場中不同方向的殘余應力的變化以及中厚板最終的變形情況。計算結果與實測結果對比,二者基本吻合。論文的完成可為中厚板多道焊焊接參數的選取提供有效依據,可望節省大量的時間和物質資源。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作為表面熱源與雙橢球形體熱源作為焊件熔池部分的內熱源相結合的方式,兩熱源能量分配比為3:2,此熱源模型計算結果基本符合實際情況。

通過對平鋁板堆焊實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對焊接溫度場的影響,為中厚板多道焊模擬過程中相關參數的選擇提供了參考依據;利用ANSYS中“生死”單元技術實現了多道焊焊縫填充的動態過程;并且考慮到實際焊接過程中,焊條與被焊工件一般為相似相容物質,將焊縫部分的單元熱物理參數與其他部分取為一致,既簡化了算法,又不影響計算結果的精度。論文在溫度場計算結果中,對距離焊縫中心不等位置的點的熱循環曲線進行了分析,曲線變化與實際情況一致,焊縫的熔寬為9mm左右,熔深為4.6mm左右,亦與實際情況相符;應力場計算結果中,橫向殘余應力在焊縫方向上拉應力與壓應力達到平衡,縱向殘余應力在焊縫橫截面上拉應力與壓應力平衡分布,中厚板由于焊縫橫截面溫度分布不均而產生面內變形,角變形計算值與實測值接近。