基于ANSYS的D500鋼激光焊接溫度場數值模擬

許新猴，趙小強，翟文剛，康澤軍，李先芬，周偉，2

（1.合肥工業大學材料科學與工程學院，合肥230009;2.新加坡南洋理工大學機械與宇航工程學院，新加坡 639798）

激光深熔焊接過程包含著一系列復雜的物理、化學變化，表現出復雜、快速且受多參數影響的特點［1—4］。焊接溫度場的變化反映了焊接過程中的熱變化，其對焊接質量有著至關重要的影響。隨著人們對激光焊接工藝的不斷認識，研究焊接的方法也變得多種多樣。焊接過程的數值模擬一直都被認為是一種前沿且能夠快速重現整個過程的方法，也是近幾年研究的重點。盡管前人對激光焊接過程已經有了一些研究，但是在對激光深熔焊接過程的數值模擬仍存在一定的局限。隨著社會的進步、科學技術的發展，人們越來越重視焊接質量和焊接生產效率。有限元技術和焊接技術的飛速發展，為數值模擬技術提供了有力的工具，焊接溫度場的研究和殘余應力的分布情況可以采用數值模擬方法進行分析，這樣就可以省去大量的實驗，從而可以大大節省人力、物力和時間，具有很大的經濟效益［5，7，9］。D500 鋼作為一種低合金高強鋼，具有高強度、高韌性的特點，重量低，生產工序簡單，蠕變速率低，使用壽命長，承載能力高，運輸費用低，整體成本較低，被廣泛應用于船舶工業、橋梁鋼構、航空航天等領域［6，10］。低合金鋼在世界范圍內需求的不斷提高使得其在焊接結構件上的應用越來越普遍，對焊接質量和焊接效率的要求也越來越高。……