读书笔记-无铅微焊点焊接焊接温度场仿真分析

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1、GuilinUniversityofTechnology锲书报告（锲书笔记丿院:机械与控制工程学院课题名称:专业（方向）:班级:学生:指导教师:日期:无铅微焊点焊接温度场仿真设计机械设计制造及其自动化机械11-2班蒋孔震代宣军2015年5月18日读书笔记一：Monel一400合金板焊接温度场有限元分析摘要:利用ANSYS有限元分析软件，根据鹤极氮弧焊焊接特点，建立了高斯衰减热源模型并在一定厚度、一定焊接工艺条件下对Monel-400合金板焊接温度场进行了模拟计算.模拟结果分析得到：利用高斯旋转热源在焊接过程屮形成了长度为12mm,宽度为7mm,深度为5mni

2、的熔池.熔池上表面与下表面温度相差约620°C,热影响区节点温度随到焊缝中心距离的增加而不断减小.模拟结杲表明改进后的热源模型与实际焊接较为吻合，有利于提高焊接温度场的模拟计算精度.1.相关理论焊接温度场对均匀、各向同性的连续介质，其材料特征与温度无关时，在能量守恒的基础上,可以得到热传导微分方程式中，T为温度；X为材料的热传导系数；t为过程进行的吋间；C为材料的质量比热容；P为材料的密度；Q为单位体积输出或消耗的热能.2.冇限元模型材料选用Monel-400合金，图2为Monel-400合金板焊接冇限元模型，模型参数如表1所示，焊接工艺参数见表2.Fig.

3、2Modeloffiniteelement表1模型参数Table1M

4、度梯度较小，单元的尺寸逐渐变大.1.结果讨论与分析图3为20s时焊件上表面在准稳定吋期的温度分布云图，图中单位为。C.熔焊吋，在热源的作用下焊条熔化的同吋与局部熔化的母材就会形成具有一定几何形状的熔池[8]・经过渡时期后，进入准稳定时期，在这个阶段内，焊接温度场不会发生太大的变化，熔池的形状、尺寸和质量不再变化，只取决于母材的种类和焊接工艺条件，并随热源做同步运动•从图屮可明显看出，焊接热源最高温度呈现一个正圆的高温斑点，热源中心高温斑点的直径为3.3mm,最高温度为1979°C・熔池头部呈现大而短，温度梯度很大，而熔池尾部呈现长而窄的分布特点，即双椭鬪温度

5、分布，ffl应的温度梯度逐渐减小.其它等温区域向热影响区和母材扩展.3—旦■••••

6、320s时焊件上表面温度分布云图1.结论(1)根据氮弧焊电弧特点，建立了高斯旋转体热源，成功实现了对Monel-400合金板焊接温度场的模拟计算.得到了熔池的基本形貌特征：熔池长度为12mm,熔池宽度为7mm,熔池深度为5mm.(2)模拟结果得到，熔池顶部最高温度与焊缝底部的温差为620°C,热影响区节点温度随到焊缝屮心距离的增加而不断减小.1#节点的平均加热速度为391°C/s,加热的最高温度为1979°C,平均冷却速度为32°C/s・2.感言通过阅读木篇论文了解了温度场

7、的计算和公式运用，了解了高斯旋转热源的仿真方法，最冇感触的是对温度场分布云图的仿真分析的结杲讨论和分析。对温度场仿真优化有了进一步的了解。读书笔记二：Q235钢闪光焊温度场有限元分析李海权1,2,高世一1,杨永强1,2摘要：为研究Q235钢闪光焊闪光阶段焊件温度场分布，建立了焊接过程屮的热电耦合模型，计算过程屮考虑了温度对材料相变和热物理特性的影响，得出焊接过程中温度随时间的变化规律，以及沿焊件轴向、径向上温度场的温度分布特点；并采用红外图像实时测温实验验证，结果表明：测量结果和计算结果大致相同。1温度场计算过程基本假设为简化求解过程提高计算效率，且不影响求

8、解结果的准确性，在数值模拟中要进行如下一系列假设：①考虑到焊件的对称性及载荷和温度分布的近似对称性，将苴简化成轴对称问题;②忽略电极与工件间的接触屯阻，两焊件之间的接触电阻假设为一层极薄的实体单元；③电极与工件的表面辐射和对流散热用综合表面散热系数计算；④假设焊件端而加热为均匀加热。2计算结果及温度场分析闪光全过程时间是3.Is,图2是各时刻（1、2和3.1s）焊件温度场的分布。rfl计算结果可得出焊接过程中温度场分布的以下特点:(b)/«25图2焊按齐时剜的汕«场分侣33.0515025265.4t38067495RU611.0617262^rMI.SC1

9、95671110722»7b42271.416JOS