鈦合金艙體結(jié)構(gòu)件激光點焊變形預(yù)測與焊接順序優(yōu)化.pdf

1、激光點焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻點焊能夠減小航天鈦合金電子艙焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低等不足,快速適應(yīng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。但激光點焊實際應(yīng)用時也存在著承載能力及變形等問題。本文針對某型號鈦合金電子艙特征,確定了激光非穿透點焊焊點形式,利用該焊點形式對結(jié)構(gòu)件焊后變形進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了變形規(guī)律并優(yōu)化焊接工藝從而為激光點焊在結(jié)構(gòu)件上的實際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　首先,對1.5mm厚薄板搭接接頭進(jìn)行了激光點焊工藝試驗及力學(xué)性能測試,結(jié)果表明傳統(tǒng)激光

2、點焊焊點承載能力較低,不能滿足實際構(gòu)件焊接需求,因而需對焊點的形狀進(jìn)行重新設(shè)計。比較了新形式焊點的力學(xué)性能,認(rèn)為該類型焊點的承載載荷能力與焊點的熔合面面積有關(guān)。然而受限于實際結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計的環(huán)形焊點同樣不能滿足要求,C形焊點及雙排斷續(xù)焊點在抗剪性能上則已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)。焊點形式的最終確定,還需綜合考慮兩種焊點的焊后變形來選擇。
　　其次,利用有限元模型對平板搭接接頭激光點焊溫度場、應(yīng)力場及焊接變形進(jìn)行了分析,并與實測值相比較,驗證了

3、模型求解邊界條件的合理性,為后文分析兩種焊點形式對結(jié)構(gòu)件焊接變形的影響提供了理論基礎(chǔ)。此外平板件數(shù)值模擬結(jié)果還表明,減小焊點冷卻時間,不僅可以縮短模擬計算時間、減小計算結(jié)果容量,還能有效減小焊接變形。
　　再次,通過減少結(jié)構(gòu)件中焊點數(shù)量的方式簡化模擬過程。比較簡化模型下,不同焊點形式焊接艙體結(jié)構(gòu)件的焊后變形,結(jié)果表明C形焊點的變形更小,由此確定C形焊點是結(jié)構(gòu)件焊接最優(yōu)的焊點形式;隨后,比較該焊點形式下,加強筋焊接順序差異對結(jié)構(gòu)件變