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钛合金薄板激光对接焊温度场的数值模拟

刘西霞 黄锐 姚刚 彭继忠 张屹

引用本文:
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钛合金薄板激光对接焊温度场的数值模拟

    作者简介: 刘西霞(1990- ),女,硕士研究生,现主要从事激光焊接技术的研究。.
    通讯作者: 张屹, zy2100_hn@yahoo.com.cn
  • 基金项目:

    湖南省自然科学基金重点资助项目(12JJ2032)

  • 中图分类号:

    TG456.7

Numerical simulation of the temperature field of laser butt welding of titanium alloy sheet

    Corresponding author: ZHANG Yi, zy2100_hn@yahoo.com.cn
  • CLC number:

    TG456.7

  • 摘要: 为了分析激光对接焊TC4钛合金薄板的焊接过程,以ANSYS软件为平台采用有限单元法建立了非线性瞬态热传导模型,模拟计算了焊接时的3维瞬态温度场;数值模拟过程中考虑了材料热物理性能参量的温度依存性,并利用APDL语言编程实现了移动高斯分布面热源模型的加载。结果表明,激光焊接过程中的温度场由非稳态到稳态,最终呈现出流星状的稳定分布,焊缝附近等温线密集,焊缝的热影响区小;模拟得到的焊缝形状与试验获得的焊缝形状相吻合;模拟获得的400℃临界温度以上区域的尺寸范围为42.00mm10.56mm。该研究验证了模拟方法的正确性,为焊接保护装置设计提供了依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-17
  • 录用日期:  2013-01-22
  • 刊出日期:  2013-09-25

钛合金薄板激光对接焊温度场的数值模拟

    通讯作者: 张屹, zy2100_hn@yahoo.com.cn
    作者简介: 刘西霞(1990- ),女,硕士研究生,现主要从事激光焊接技术的研究。
  • 1. 湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室, 长沙 410082;
  • 2. 中国航空工业集团 成都飞机工业集团有限责任公司, 成都 610092
基金项目:  湖南省自然科学基金重点资助项目(12JJ2032)

摘要: 为了分析激光对接焊TC4钛合金薄板的焊接过程,以ANSYS软件为平台采用有限单元法建立了非线性瞬态热传导模型,模拟计算了焊接时的3维瞬态温度场;数值模拟过程中考虑了材料热物理性能参量的温度依存性,并利用APDL语言编程实现了移动高斯分布面热源模型的加载。结果表明,激光焊接过程中的温度场由非稳态到稳态,最终呈现出流星状的稳定分布,焊缝附近等温线密集,焊缝的热影响区小;模拟得到的焊缝形状与试验获得的焊缝形状相吻合;模拟获得的400℃临界温度以上区域的尺寸范围为42.00mm10.56mm。该研究验证了模拟方法的正确性,为焊接保护装置设计提供了依据。

English Abstract

参考文献 (16)

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