襯墊單面焊的數(shù)值模擬.pdf

1、襯墊單面焊因其具有工序少，焊縫成形美觀，焊接效率高的特點，故廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。陶質(zhì)襯墊單面焊由于陶質(zhì)襯墊的保溫作用，在打底焊時，熔敷金屬以及焊接熱源輸入焊件的熱量在沿熔深方向的熱傳導(dǎo)受到阻礙，在焊件與襯墊的交界處，熱量沿熔寬方向進行傳導(dǎo)，導(dǎo)致部分焊件坡口根部被熔掉，焊縫橫截面熔合線呈雙曲線狀，常用的雙橢球熱源模型無法準確的模擬襯墊單面焊的熔合線輪廓形狀。
　　為此，本文根據(jù)襯墊單面焊熔合線輪廓形狀的特點，綜合考慮熔敷金屬與焊接熱

2、源的作用，建立推導(dǎo)了一種新型的拋物線旋轉(zhuǎn)體組合熱源模型。利用ANSYS有限元分析軟件，對襯墊單面焊過程的溫度場、應(yīng)力場分布，焊后殘余應(yīng)力、焊后變形，以及焊后熱處理進行了模擬。模擬過程中，考慮了熔敷金屬的填充作用，使用生死單元技術(shù)較好的模擬了熔敷金屬對焊縫的填充。由于過熱熔滴與電弧的作用，襯墊凹槽內(nèi)側(cè)會生成渣殼，使得焊縫背面與襯墊無法完全接觸，在接觸面存在接觸熱阻，模擬過程中使用接觸對，同時設(shè)置熱接觸傳導(dǎo)系數(shù)，較好的模擬了接觸面的熱傳導(dǎo)。

3、研究編寫了一種通用的體熱源熱載荷的命令流加載方法。編寫了從建立有限元模型開始至焊后熱處理結(jié)束的完整參數(shù)化命令流，該命令流具有較好的通用性，只需修改命令流前部的相關(guān)參數(shù)值，即可適用于不同尺寸焊件、焊接工藝參數(shù)的模擬。
　　根據(jù)模擬結(jié)果，得到了焊接過程中動態(tài)變化的溫度場分布，應(yīng)力場分布以及焊后殘余應(yīng)力的分布，焊后變形。研究了焊接過程中部分節(jié)點隨時間的溫度變化以及焊件橫截面應(yīng)力的演變過程。模擬了不同焊接線能量下殘余應(yīng)力的分布，模擬結(jié)果表