动力工程学报
動力工程學報
동력공정학보
JOURNAL OF POWER ENGINEERING
2014年
2期
159-164
,共6页
万海波%李强%冷晓春%吴祖乾%沈耀
萬海波%李彊%冷曉春%吳祖乾%瀋耀
만해파%리강%랭효춘%오조건%침요
激光焊接%不锈钢%残余应力%有限元模拟
激光銲接%不鏽鋼%殘餘應力%有限元模擬
격광한접%불수강%잔여응력%유한원모의
laser welding%stainless steel%residual stress%finite element simulation
运用有限元计算软件ABAQUS对16 mm厚不锈钢板的激光全熔透焊的温度场和应力场进行了模拟.采用一体两面的复合焊接热源模型来刻画激光全熔透焊过程中的热输入特征,以柱状体热源代表焊接小孔传热模式,以2个超高斯面热源代表等离子体/金属蒸气云对熔池的辐射传热模式.结果表明:温度场模拟结果得到了与实验结果相一致的“沙漏状”焊缝;钢板内纵向残余应力最大,横向应力次之,板厚方向横向应力最小;纵向拉应力主要分布在焊缝两侧约25 mm的区域内,最大值已超过材料的屈服强度;经测算,钢板焊后的角变形量仅为0.35°,这是由于激光焊接能量输入高且集中、可不用开坡口而一次性将钢板焊透.
運用有限元計算軟件ABAQUS對16 mm厚不鏽鋼闆的激光全鎔透銲的溫度場和應力場進行瞭模擬.採用一體兩麵的複閤銲接熱源模型來刻畫激光全鎔透銲過程中的熱輸入特徵,以柱狀體熱源代錶銲接小孔傳熱模式,以2箇超高斯麵熱源代錶等離子體/金屬蒸氣雲對鎔池的輻射傳熱模式.結果錶明:溫度場模擬結果得到瞭與實驗結果相一緻的“沙漏狀”銲縫;鋼闆內縱嚮殘餘應力最大,橫嚮應力次之,闆厚方嚮橫嚮應力最小;縱嚮拉應力主要分佈在銲縫兩側約25 mm的區域內,最大值已超過材料的屈服彊度;經測算,鋼闆銲後的角變形量僅為0.35°,這是由于激光銲接能量輸入高且集中、可不用開坡口而一次性將鋼闆銲透.
운용유한원계산연건ABAQUS대16 mm후불수강판적격광전용투한적온도장화응력장진행료모의.채용일체량면적복합한접열원모형래각화격광전용투한과정중적열수입특정,이주상체열원대표한접소공전열모식,이2개초고사면열원대표등리자체/금속증기운대용지적복사전열모식.결과표명:온도장모의결과득도료여실험결과상일치적“사루상”한봉;강판내종향잔여응력최대,횡향응력차지,판후방향횡향응력최소;종향랍응력주요분포재한봉량측약25 mm적구역내,최대치이초과재료적굴복강도;경측산,강판한후적각변형량부위0.35°,저시유우격광한접능량수입고차집중、가불용개파구이일차성장강판한투.
