多密集焊縫結構件激光焊接變形預測及控制.pdf

1、某導引頭關鍵結構件需進行基座與蒙皮的連接，需同時考慮接頭強度和焊后變形。之前采用釬焊連接時，接頭強度遠遠不夠。因此采用激光焊接，激光焊接頭強度應該很容易得到保證，但多而密集的焊縫勢必會造成較大的焊后變形。本文分析、探討了各種影響焊后變形的基本規(guī)律，采取一系列措施來減小焊后變形，并利用優(yōu)化的參數(shù)來預測實際焊接結構件的焊后變形。
　　首先，采用激光焊接鋁合金平板搭接接頭，進行工藝參數(shù)摸索，然后測試了接頭的抗拉剪性能，研究結果表明：采用

2、激光功率2600W，離焦量-1mm，焊接速度3m/min，能夠得到較好熔深和熔寬的接頭，同時接頭的抗剪性能也滿足使用要求。
　　其次，結合三維畫圖軟件solidworks、有限元軟件Hypermesh、Marc對平板搭接激光焊進行了溫度場、應力場以及焊后變形分析。通過對比模擬的焊縫橫截面與實際金相圖，并且對比模擬的熱循環(huán)曲線與實測熱循環(huán)曲線，從而驗證熱源模型和邊界條件的準確性。分析結果表明，對于縱向殘余應力來說，焊縫兩側為較小較寬

3、的壓應力區(qū)，中間為較高較窄的拉應力區(qū)；對于橫向殘余應力來說，焊縫兩端為較高較窄的壓應力區(qū)，中間段為較寬較小的拉應力區(qū)。焊后變形包括橫向收縮、縱向收縮以及角變形。此外，減小焊后冷卻時間能有效減小焊后變形。
　　再次，為節(jié)省計算時間，對完整結構進行簡化，利用簡化模型分析各種影響焊后變形的因素。結果表明：減小水槽深度和蒙皮厚度，焊后變形明顯減小；采用從兩側往中間的對稱焊接順序，焊后變形略微減??；對模型施加模擬實際夾具的位移約束，當夾具卸