高速CO2氣體保護焊溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬.pdf

1、高速CO2氣體保護焊具有適應(yīng)性強、成本低、易于實現(xiàn)焊接過程自動化等優(yōu)點,如何改善和防止高速CO2氣體保護焊所出現(xiàn)的駝峰和咬邊等焊接缺陷,實現(xiàn)高速高效低成本焊接成為當(dāng)今研究的熱點之一。
　　 借助數(shù)值分析技術(shù),模擬高速CO2氣體保護焊接熱過程中熔池行為的動態(tài)演變規(guī)律,探索熔池行為與焊縫成形之間的相關(guān)性,提出改善和防止焊接缺陷的措施,實現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化,對焊接過程智能化控制以及工程實踐具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程實用價值。

2、>　　 利用ANSYS10.0軟件,通過其提供的APDL編程語言優(yōu)化和設(shè)計自適應(yīng)網(wǎng)格系統(tǒng),選用雙橢球體熱源分布模式以及過熱熔滴熱焓在熔池特定區(qū)域內(nèi)均勻分布模式,建立高速CO2氣體保護焊接物理過程的熱傳導(dǎo)數(shù)值分析模型,對3 mm厚低碳鋼板Q235的焊接熱過程進(jìn)行了數(shù)值計算。
　　 數(shù)值分析展示了高速CO2氣體保護焊接3 mm厚Q235低碳鋼時焊接溫度場和熔池形狀的動態(tài)演變,重點分析了焊接速度和焊接電流對焊接溫度場和熔池形狀的影響

3、規(guī)律,給出了優(yōu)化的高速CO2氣體保護焊接工藝方案。研究表明,在電弧電壓為25 V,焊接速度為900 mm/min,焊接電流為140 A時,試驗所得焊縫成型良好,沒有咬邊和駝峰缺陷;計算所得熔池形狀以及焊接溫度場分布較好,并與試驗結(jié)果吻合良好。
　　 在熱分析的基礎(chǔ)上還對焊接應(yīng)力、焊接應(yīng)變的動態(tài)演變以及焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行了預(yù)測。研究表明,在距離焊縫中心約3.5mm處出現(xiàn)了拉應(yīng)力峰值為198.65MPa。工件起弧區(qū)和熄弧區(qū)的表現(xiàn)為壓應(yīng)