基于SYSWELD鎂合金激光焊接接頭相組織數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn).pdf

1、隨著人們節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，鎂合金作為一種性能優(yōu)良的綠色輕量化結(jié)構(gòu)工程材料，也越來(lái)越多的被應(yīng)用到電子、航天、汽車、通訊等領(lǐng)域。因此對(duì)于鎂合金的焊接工藝研究就顯得尤為重要，也受到了材料科學(xué)界的廣泛關(guān)注。時(shí)至今日，鎂合金焊接工藝研究成果顯著，其中激光焊接（LBW）作為重要的一種焊接方法，因其具有焊接速度高，熱量輸入小等優(yōu)點(diǎn)而成為目前重要的焊接手段。但是，由于激光焊接工藝過(guò)程復(fù)雜、對(duì)焊接性能影響因素眾多、材料相組織轉(zhuǎn)變的復(fù)雜性，對(duì)其進(jìn)

2、行實(shí)驗(yàn)研究就顯得尤為困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真對(duì)鎂合金激光焊接接頭相組織進(jìn)行數(shù)值模擬研究，這種研究方法能很好的指導(dǎo)其理論研究及實(shí)際應(yīng)用，因此對(duì)于激光焊接接頭相組織轉(zhuǎn)變的數(shù)值模擬也稱為本學(xué)科的熱點(diǎn)。
　　本論文采用SYSWELD焊接專業(yè)有限元軟件，對(duì)AZ31鎂合金激光焊接接頭的相組織形態(tài)進(jìn)行有限元仿真。建立了基于SYSWELD有限元軟件的有限元模型，在合理選擇參數(shù)和有效簡(jiǎn)化問(wèn)題的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接接頭組織

3、轉(zhuǎn)變的研究，分析了工藝參數(shù)（焊接速度和焊接功率）對(duì)焊接接頭（熱影響區(qū)、焊縫金屬）顯微組織生長(zhǎng)趨勢(shì)變化的影響。同時(shí)采用與模擬相同的焊接工藝進(jìn)行了激光焊接實(shí)驗(yàn)，最后對(duì)比實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果。得到如下結(jié)論：
　　1、建立了基于SYSWELD有限元軟件的有限元模型，在合理選擇參數(shù)和有效簡(jiǎn)化問(wèn)題的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接接頭組織轉(zhuǎn)變的研究。
　　2、隨著焊接熱輸入的增加，焊縫組織中晶粒和析出相逐漸粗大；焊接熱影響區(qū)的平均晶粒尺寸隨著焊接熱輸入的增

4、加而粗大。
　　3、通過(guò)對(duì)比觀察數(shù)值模擬結(jié)果云圖，當(dāng)焊接熱輸入為(14～20)J?mm-1時(shí)，可以得到組織相對(duì)均勻的焊縫。
　　4、通過(guò)對(duì)比觀察接頭相組織形貌的數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，兩者相區(qū)域的變化趨勢(shì)和影響范圍基本一致。從而驗(yàn)證了本數(shù)學(xué)模型的可靠性，因此數(shù)值模擬結(jié)果可以為金相組織分析研究提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
　　論文證明了模擬與實(shí)驗(yàn)的相組織形態(tài)變化基本一致，所以本文所建立的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算結(jié)果的真實(shí)準(zhǔn)確性得到了基