薄板高速tig焊温度场的数值模拟

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1、摘要本文主要研究了薄板高速TIG焊工艺。利用钨极氩弧焊(TIG)热输入易于控制、热量集中、热影响区小、焊接变形小、焊缝各点的热输入均匀等优点，进行超薄铜板焊接。在TIG焊过程中，焊件中的温度场分布反映了复杂的焊接热过程，能够全面和深入地反映焊接质量，因此对焊接温度场进行数值模拟非常有意义。建立了TIG高速焊接传热过程的有限元模型，利用该三维模型对紫铜板TIG焊接过程进行温度场计算。该模型全面考虑了熔池内部液态金属的对流传热和熔池外部的固体导热、材料热物理性能参数随温度的变化，焊件表面通过对流和辐射向周围环境的散热以及相变潜热对温度场的影响。通过ANSYS的

2、二次开发扩展功能编制程序进行热源的循环施加，分别计算了不同焊接工艺参数下温度场的分布和熔池的宽度，并分析了不同的焊接电流、焊接电压和焊接速度对其影响。同时对熔池进行了受力分析。熔池主要受电弧力，熔池金属的重力和表面张力的作用。建立了熔池烧穿判定方程，得到焊接电流和熔宽之间的关系，并对电流范围进行了初步预测。同时对不同焊接参数下的熔池受力进行了分析。通过在电缆生产线中的焊接实验，对数值模拟结果进行了验证和对比分析。研究结果表明，本文建立的薄板超高速TIG焊熔池温度场数值分析模型以及所采用的数值求解方法是正确地，选取的物理性能参数与实际较贴近。关键词：钨极氩弧

3、焊焊接熔池温度场数值模拟铜薄板ABSTRACTThisarticlemainlystudiedthehighspeedTIGweldingcraftofthinplate·ThecoppersheetisweldedwithTIGweldingwhoseheatinputeasilycontrolled，thermalenergyisfocusedcompaniedwithsmallheat-affectedzone，smallweldingdef．onnation．uniformheatinputonwholeweld．InTIGweldingproce

4、ss，thetemperaturefielddistributionintheweldmenthadreflectedthecomplexweldingthemalprocess，SOit'ssignificanttocarryonthenumericalsimulationtoweldtemperaturefield．Thisaniclehasestablishednumericalanalysisthree—dimensionalmodeloftheheattransferprocessofhighspeedTIGwelding，tocarryonth

5、etemperaturefieldcomputationtoTIGweldingprocessofsheetcopper．Thismodelisdesignedonwholeabouttheconvectionheattransfer,heatconductionfrommeltenpool，varyingwithtemperture011materialproperties，heatconventionandradiationfromweldsurfaceandtemperturefieldoflatentheat．Thecirculationactio

6、nofheatsourceisappliedbythere．developmentofANSYS，withcalculatingthetemperaturefielddistributionandthemoltenpoolwidthwithvariousweldingcraftparameters，andanalyzingtheinfluenceofthedifferentweldingcurrent，theweldingvoltageandtheweldingspeed-Meanwhile．thestressanalysisonmoltenpoolise

7、xecuted．ThemoltenpoolmainlyreceivesthearCforce，themoltenpoolmetalgravityandthesurfacetension·Theequationofstablemoltenpoolhasbeenestablishedtoobtaintherelationshipbe铆eentheweldingcurrentandmeltwidth，andthepreliminaryforecasttotheelectricc啪rentscope·Theweldingexperimentintheelectri

8、ccableproductionlinegivesaconfn'm