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1、金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding2009年5月●焊接技术●基于ANSYS的铝合金薄板焊接温度场三维有限元模拟陈玉喜，朱锦洪，石红信，丁高剑（1.河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471000；2.河南科技大学河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室，河南洛阳471000）摘要：针对铝合金薄板对接焊，采用双椭球热源分布模式，基于ANSYS软件平台，建立了运动电弧作用下焊接过程的有限元数值分析模型。在模拟的过程中，利用ANSYS软件的APDL语言，较好地模拟了焊接时焊接电弧移动加热过程以及整个温度场的瞬态变化，实现了参数化编程。对模拟的动态过程进行分析，得到了焊
2、件温度场的分布规律,为以后焊接应力应变的准确分析奠定了基础。关键词：铝合金薄板；TIG焊；ANSYS；温度场；数值模拟中图分类号：TG444+.74文献标识码：A文章编号：1001-3814(2009)09-0088-033-DFiniteElementAnalysisofTemperatureFieldsforAluminumAlloySheetTIGWeldingBasedonANSYSSoftwareCHENYuxi,ZHUJinhong,SHIHongxin,DINGGaojian(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HenanUniver
3、sityofScienceandTechnology,Luoyang471000,China;2.HenanUniversityofScienceandTechnology,HenanKeyLaboratoryofAdvancedNon-ferrousMetals,Luoyang471000,China)Abstract：Adoubleellipticdistributionmodelofmovingheat-sourcewasusedtoTIGweldingofthinplatewithaluminumalloy,anda3-Dnon-linearFEManalysismodelwasest
4、ablishedbasedonANSYSsoftware.UsingAPDLlanguageofANSYSsoftware,themovingandheatingcourseofweldingarcandinstantaneouschangeofthewholetemperaturefieldweresimulatedbetteronbuttjointwelding.Theregulationoftemperaturefielddistributionwasobtainedbyanalingofthedynamicprocesssimulation.Researchresultsaregood
5、fortheanalysisofweldingstressandstrainfieldfurther.Keywords：thinaluminumalloyplate；TIGwelding；temperaturefild；numericalsimulation铝合金以其优异的比强度及良好的焊接性能度场的准确计算是进行焊接残余应力分析的前成为一种重要的轻质结构材料,广泛应用于航空、提。随着数值模拟技术的发展,对焊接温度场的研航天、交通运输等部门。钨极惰性气体保护焊是究已不只依赖于物理测量,利用有限元模拟的方[1]焊接铝合金的一种主要焊接方式。由于在焊接法同样可以快速、准确地得到焊接温度场的分布，过
6、程中局部快速加热及铝合金较大的热导率和较并预测其动态变化过程。本文结合TIG焊接的实低的高温强度,致使焊后铝合金结构件常会出现际过程,建立了计算模型，基于ANSYS有限元分较大的残余应力和变形，而残余应力主要由焊接析软件平台，对铝合金平板焊过程的温度场进行过程中不均匀热循环作用引起，所以焊接瞬态温了数值模拟计算。1TIG焊热力学模型收稿日期：2009-01-08TIG焊接包括起弧、熔池形成、熔池长大、熔基金项目：河南省科技攻关重点项目（624260007）[2]透、达到宏观准稳态、熄弧的过程。焊接热过程取作者简介：陈玉喜（1981-），男，河南信阳人，硕士，主要从事新型焊接电源及其控制的研究工
7、作；决于外加热源的分布形式，材料的热物理性能以及电话：13623894191；E-mail：chenyuxi184@sohu.com与周围的换热。三维温度场的计算模型可描述为：88HotWorkingTechnology2009,Vol.38,No.9上半月出版Casting·Forging·Welding金属铸锻焊技术温度T(x,y,z,t)作为空间坐标(x,y,z)与时间t的函数,1200[3
