1mm不锈钢板激光焊接数值模拟及接头性能研究

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1、分类号学号ＭＺ１２６３１ＵＤＣ密级媛叫义參ＵＹＡＮＣＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲ別ＴＹＩ－硕去学隹冷文（专业型）１ｍｍ不诱钢板激光焊接数值模拟及接头性能研究张捷．：！受江苏扬州２２５００９指导教师姓名陶哗副教，扬州大学，，：硕壬学科专业名称：机械工程申请学位级别＿＿＇论文提交日期；２０１５年５月论文答辩日期：２０１５年６月学位授予单位；扬州大学学位授予日期：答辩委员会主席：？Ｉ．、，２－０巧年６月＇占－■、？＇．．－．．．？．

2、？．ｋ．．？．＇＇？．．Ｉ■，，Ｉ．ＶＶ，ｒ－．，■，，？＊，＇？－Ｖ．，，．，，一？＇？？－，，；场州大学硕±学位论文１ｍｍ不镑钢板激光焊接数值模拟及接头性能研究（申请硕去学位）张捷指导教师：陶哗副教授扬州大学中华人民共和国，扬州２０１５年５月Ｉ摘要在激光焊接过程中，其可改变的工艺参数较多，每个参数的变化都会对焊缝接头的稳定性和质量造成较大的影响。１ｍｍ厚的３０４不诱钢薄板其厚度薄，拘束度小，焊接时易产生较大的变形，因而，研究

3、激光焊接不绣钢薄板的工艺较为复杂，从理论研究和模拟仿真出发，，其结果难Ｗ应用于实际生产并解决实际生产中的问题而单纯从试验出发研究焊接技术会耗费大量时间和成本，，。因此本课题采用数值模拟与试验相结合的研究方法先通过建立几何模型和热源模型，计算激光焊接中的湿度场、应变场、应力场，研究其随工艺参数的变化规律，然后通过试验来研究工艺参数对揖缝接头形貌、烙深、烙宽的影响规律，再针对焊接试样进行力学性能分析一工艺参数的变化关，进步研究焊缝强度和组织结构随一系，，为激光焊接不诱钢的实际生产应用巧焊接工艺的自动化提供数据参考具有定理论和

4、现实意义。首先通过焊接数值模獻分析软件ＳＹＳＷＥＬＤ对激光焊接不绣钢薄板建立了几何模型和热源模型，并根据实际工况设定了焊接数值模拟计算的边界条件。然后分别改变激光功率和焊接速度，对激光焊接过程进行了数值模拟计算。分析结果可得出焊接激光功率越大，焊接最大变形和最大残余应力呈增长的趋势，而焊接速度越快，焊接最大变形和最大残余应力呈减小趋势，激光功率；根据计算结果显示对焊接结果的影响更为明显。然后本课题研究了施加预拉伸应力后，激光焊接不诱钢薄板的变形量和应力变化情况。通过对模拟结．果进行分析，施加预拉伸应力可将变形量减小３２．

5、８８％，等效残余应力可减小２０６５％，纵向残余应力可减小２９．７２％，有效的控制了焊接变形和残余应力；最后对焊后平板进行了去应力退火工艺的数值模拟计算，结果显示焊后残余应力有了显著的减小。本课题通过改变工艺参数进行大量激光焊接试验，研究不同工艺参数下焊缝接头形貌是否良好，烙深烙宽的大小及深宽比的变化惰况，初步得出焊缝形貌随工艺参数的变化关系；然后基于正交试验的思想，对试样进行筛选并做拉伸试验，研究工艺参数对拉伸强度的影响规律，得到最佳挥接工艺参数为功率２ｋｗ，焊接速度３ｍ／ｍｉｎ，离焦量Ｏｉｒｎｎ，保护气为Ａｒ，气体流量

6、为４０Ｌ／ｍｉｉｉ，焊缝接头最大抗拉强度可达到母材强度的８３％；再针对一抗拉强度最佳的试样进行金相组织分析和材料硬度试验，进步深入了解焊缝接头的微观组织变化情况和焊缝不同区域硬度变化规律。４关键词：３０不诱钢ＳＹＳＷＥＬＤ；激光辉换数值模拟；揖接参数预拉伸；；ＩｌｌＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｗｅｌｄｉ打ｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈａｓｌａｓｅｒｐｏｗｅｒ，ｗｅｌｄｉｎｇＳｐｅｅｄ，ｄｅｆｏｃｕｓｉｎｇｅｔｃ，ｔｈｅｓｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｕｎｄｏｕｂｔｅｄｌｙｑｕａｌｉｔｙ

7、ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔｐｌａｙｓａｃｒｕｃｉａｌｒｏｌｅ．Ｂｅｃａｕ化ｏｆ１ｍｍ化ｉｃｋ３０４ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｓｈｅ巧ｗｋｈ化ｉｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓｋｓｂｉｎｄｉｎｏｆｓｍａｌｌｌａｒｅ，ｇ，ｇｗｅｌｄｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，化ｅｕｒｅ也ｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｄｉｆｉｃｕｌｔ化ｓｏｌｖｅｔｈｅｒｏｂｌｅｍｓｉｎｒｏｄｕｃｔｉｏｎｇｐｐｐ，ａｌａｒｅｎｕｍｂｅｒｏｆ化ｓｔｓｗ

8、ｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｓｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｃｏｎｔａｉｎ