電子束焊接的數值模擬及試驗驗證

電子束焊接的數值模擬及試驗驗證

電子束焊接是一種高效、精確的焊接，現在已越來越多地被應用于制造產業。相比其它焊接工藝，由于電子束焊接可將更低更集中的熱量沿著焊接線輸入，減少了電子束焊接的變形和殘余壓力，所以電子束焊接的應用范圍變得越來越廣泛。

對電子束焊接過程進行了數值模擬，并對其試驗工作進行了校準和驗證。使用內部的多物理有限元軟件對電子束焊接過程進行數值模擬分析，考慮電子束焊接數值模擬過程中熱的相互作用和機械冶金現象，試驗結合傳熱過程對壓力進行分析，以最大限度地提高數值模擬分析的準確度。同時，新設計了一個特設移動熱源，用以模擬電子束焊接后工件上積存熱量的分布及吸收狀態，并通過工件邊界熱傳導和熱輻射的方式消散熱量。介紹了電子束焊接機、真空室的特點和相應的操作設置，并將TitaniumalloyTi6A14V材料設定為該試驗的目標材料。

利用熱電偶測量了焊接件的溫度變化，同時分析了測量焊接件變形情況和殘余應力，對數值結果與試驗證據進行了比較，驗證了方法的有效性。應用結果表明，所提出的數值模擬方法可為焊接的需求確定合適的焊接結構。

刊名：Finite Elements in Analysis and Design（英）

刊期：2016年第121期

作者：M.Chiumenti et al

編譯：劉瑞琦