钛合金薄板激光焊接的温度场与应力场模拟

• 作者: 陈蕾蕾 刘向前 张新杰 徐海涛
• 来源期刊: 强度与环境
• 学科: 工学
• 关键词: 钛合金 激光焊接 数值模拟 有限元方法
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 试验与仿真|EXPERIMENTATION SIMULATION
• 页码范围: 45-51
• 页数: 7页
• 分类号: TG442
• 语种: 中文
• DOI: 10.19447/j.cnki.11-1773/v.2021.05.008

摘要

在载人航天器、飞机、船舶的加工制造过程中,焊接技术发挥着越来越重要作用.如何确定焊接参数、选择焊接方式等一直是领域内的难题.本文立足于为载人航天器、飞机、船舶等的焊接提供一定的理论参考,利用有限元方法完成了钛合金薄板激光焊接的温度场与应力场模拟及分析.首先,利用JMatPro软件计算Ti75钛合金的热物理性能及力学性能.之后,利用Hypermesh软件对薄板进行网格划分,生成靠近焊缝区域的密集,远离焊缝区域疏松的网格,以减少计算时间.最后,利用Simufact.welding软件实现了在焊接输入功率为定值3200W下两类激光焊接速度的温度场与应力场模拟.仿真结果表明:在固定焊接输入功率时,焊接速度对焊接质量的影响较大,若焊接速度过小,易导致焊件局部温度过高.若焊接速度过大,易导致焊缝中心处等效残余应力变大,因此本文的研究工作将有利于钛合金材料焊接技术的发展.