外加磁場對TIG焊殘余應(yīng)力的影響.pdf

1、焊接過程中局部快速加熱導(dǎo)致溫度場分布不均勻是產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要原因，焊接殘余應(yīng)力是焊接裂紋、疲勞斷裂、脆性斷裂、應(yīng)力腐蝕裂紋等破壞形式的主要影響因素，因此焊接殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)及大小對構(gòu)件的焊接質(zhì)量、尺寸精度、安全性能及使用壽命也有著直接或間接的影響。所以，深入的研究焊接殘余應(yīng)力對提高焊接質(zhì)量有著十分重要的意義。
　　本文通過外加直流縱向磁場作用于TIG焊接電弧，改變外加磁場強(qiáng)度的大小，使得焊接電弧中帶電粒子受洛侖茲力作用而加

2、速旋轉(zhuǎn)并向電弧邊緣匯聚，從而擴(kuò)張了電弧，降低了弧柱中心的熱源系數(shù)，避免了能量集中，加速了熔池金屬對流，降低了焊接溫度場梯度，實(shí)現(xiàn)了焊接殘余應(yīng)力峰值的降低。在工藝試驗(yàn)的同時，基于ANSYS有限元軟件，對外加磁場TIG焊溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行模擬，研究外加磁場對TIG焊接殘余應(yīng)力的影響。
　　本文根據(jù)外加磁場TIG焊接特性，建立了外加直流縱向磁場TIG焊接熱源運(yùn)動模型，基于熱彈塑性有限元理論，采用生死單元技術(shù)，對有無磁場作用的TIG焊Q2

3、35鋼焊接過程的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了溫度場分布云圖和應(yīng)力模擬計(jì)算結(jié)果，分析了磁場作用下焊接溫度梯度減小和殘余應(yīng)力峰值降低的原因。同時對Q235鋼和LF21鋁合金進(jìn)行了外加磁場TIG焊接試驗(yàn)，用盲孔法測量了焊接殘余應(yīng)力值，并結(jié)合焊縫熔寬和焊縫成形，探討了外加磁場作用于TIG焊接機(jī)理及殘余應(yīng)力降低原因。
　　結(jié)果表明，外加直流縱向磁場，使得TIG焊接電弧擴(kuò)張，電弧熱源系數(shù)變小，焊縫熔寬增大，減小了溫度峰值和溫度梯度，降