激光焊數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、鋁合金因其密度小、易于加工、耐腐蝕和塑性好等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用于生活中的各領(lǐng)域，而7075鋁合金是常溫下強度最高的鋁合金，其在航空航天和汽車等行業(yè)逐漸成為重要的材料選擇。然而，對7075鋁合金使用一般的焊接方法很難得到較好的焊縫和接頭質(zhì)量。激光能夠?qū)⒏吣芰考性讵M小區(qū)域內(nèi)，使工件局部溫度迅速升高，達到或超過熔點。激光焊接有著焊接速度快、變形量小、焊縫連續(xù)和熱影響區(qū)小等特點，是鋁合金比較理想的焊接方法。
　　本文通過焊接試驗研究了厚度

2、為1mm的7075鋁合金板激光焊接焊縫形狀和焊接接頭，研究了電流、脈寬和激光頻率對接頭性能和熔池形狀的影響，同時分析了焊縫區(qū)域的金相組織和顯微硬度。研究發(fā)現(xiàn)，激光焊形成的焊縫連續(xù)且美觀；焊接工藝參數(shù)對焊縫熔寬和熔深影響明顯：電流過小會使焊縫末端凹陷，電流過大時焊縫會形成氣孔，脈寬與熔寬和熔深成正比，而頻率與其成反比，這是因為加大脈寬增加了焊件熱流輸入的時間，而升高頻率降低了單頻率的能量密度；焊縫組織晶粒相較母材組織晶粒更為細(xì)小，母材區(qū)域

3、、焊縫區(qū)域和熔化區(qū)的顯微硬度依次呈遞減趨勢。
　　基于有限元軟件 ANSYS選取平面高斯熱源和錐體熱源的組合熱源模型對鋁合金激光焊接溫度場進行了數(shù)值模擬，通過編制 APDL語言程序?qū)崿F(xiàn)移動熱源的加載，考慮了材料參數(shù)隨溫度變化特性，分析了焊接溫度分布和溫度時變特性，并研究了工藝參數(shù)和熱源模型參數(shù)對溫度場的單因素影響，對比分析了采用單一平面高斯熱源模型與組合熱源模型的結(jié)果。結(jié)果顯示，焊件高溫區(qū)域集中于輸入激光能量的焊縫區(qū)域附近，焊縫區(qū)