双丝推挽式脉冲mig焊接温度场的有限元模拟

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1、摘要为了能够模拟研究双丝脉冲M1G焊接过程中产生的焊接残余应力和变形，本文重点对双丝脉冲MIG焊接热源及温度场进行了研究。焊接温度场的准确定量是焊接应力应变分析的前提，温度场包含了焊接过程充分的信息，其研究结果对焊接基本问题的认识和焊接结构的生产有着重要的作用。对已有的经典热源模型仔细分析的基础上，结合双丝脉冲MIG焊接的特点，建立了双丝脉冲MIG焊所特有的热源模型；另外充分考虑了焊接过程中的五个主要因素，如：辐射散热，保护气流引起的强制对流散热、保护气体流散散热以及自然对流散热，以及材料熔化和凝固过程中发生的相变潜热，最终建立了完整的双丝脉冲MIG焊接有限元模型。并经

2、实验验证，证明了该模型是可靠而有效的。在已建立的有限元模型基础上了，针对脉冲的主要特征参数：脉宽比、频率和幅值，分别设定了若干组对比模拟实验，并对实验所得数据和图表进行了综合对比分析。在分析中忽略了电弧冲击力对焊接熔池的影响，单纯研究脉冲参数在传热学角度对焊接温度场的作用。发现在脉冲焊接过程中，保持部分脉冲参数不变的情况下，脉冲频率、脉冲幅值和脉宽比都对焊接温度场有着复杂而根本性的影响，即整个双丝推挽式脉冲MIG焊接温度场的分布情况是脉冲频率、脉冲幅值和脉宽比这三个脉冲参数的综合作用下形成的。关键词：双丝MIG焊；脉冲；有限元模拟；热源模型；温度场ABSTRACTInt

3、hispaper,inordertosimulateandresearchtheresidualstressanddeformationwhichisproducedintheprocessingoftandempulsedMIGwelding,theweldingheatsourcemodelandthetemperaturefieldoftandempulsed’MIGweldingarestudied．Itprovidesthefoundationofweldingstress-strainanalysistoquantifytheweldingtemperatu

4、refieldaccurately．Temperaturefieldcontainsadequateinformationofweldingprocess，SOitisvitalforunderstandingthebasicweldingproblemsandtheweldstructureofproduction．TheproperheatsourcemodelwasfoundedjustfortandempulsedMIGweldingbasedontheanalysisoftheexistingclassicalheatsourcemodelsandthecha

5、racteristicsoftandempulsedMIGwelding．Inaddition，bytakingfiveprimaryfactorsoftheweldingprocessintoaccount,forinstance，radiationheatlosses，forcedconvectionheatlossesduetotheflowoftheshieldinggas，diffusedconvectionheatlossesoftheshieldinggas，naturalconvectiveheatlossesandlatentheatoffusiona

6、ndconcretion，theintegratedfiniteelementmodeloftandempulsedMIGweldingwasfoundedfinally．Andthemodelwasprovedcredibleandeffectualbyexperiment．Basedontheacquiredmodel，somecontrastivesimulationexperimentsweredesignedaimedattheprimarypulsedparameters；amplitude，frequencyanddutyratio．Thedataandg

7、raphsgainedfromthesimulationexperimentswereanalyzed．Duringtheanalysis，theinfluenceofarcforceintheweldingpoolwasignored，andthefunctionofthepulsedparametersforthetemperaturefieldbythermody7namicswasjuststudied．Inconclusion，foundthatamplitude，frequencyanddutyratiowouldcomple