鋁合金LB-VPPA復(fù)合焊應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬

張世全，韓永全，鄭宏偉，戰(zhàn)中學(xué)，張登峰

(1．內(nèi)蒙金屬材料研究所民品生產(chǎn)中心，內(nèi)蒙古包頭014034;2．內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010051)

0 前言

鋁及其合金因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、加工性能好以及良好的耐蝕、耐磨性能等一系列特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空、機(jī)械制造、化學(xué)化工等各個(gè)行業(yè)［1－2］。由于鋁合金獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接缺陷，為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者作了很多鋁合金焊接方面的研究。復(fù)合焊方法的出現(xiàn)，使鋁合金的焊接問題得到了改善，同時(shí)也掀起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)復(fù)合焊研究的熱潮。

在焊接工程應(yīng)用領(lǐng)域，焊接殘余應(yīng)力一直是焊接工作者和研究人員關(guān)注的重要對(duì)象。殘余應(yīng)力的存在，直接影響了焊接結(jié)構(gòu)的服役年限、承載能力及加工精度等，并且還存在一定的安全隱患。變極性等離子弧焊因其電弧挺度大、能量密度高、一次性穿透深度大等特點(diǎn)，在保證鋁合金陰極清理作用的基礎(chǔ)上可獲得熔深大且無氣孔的焊縫，成為中厚板鋁合金焊接較為理想的方法［3］。在電弧中加入一定功率的激光，有利于穩(wěn)定、壓縮電弧，使電弧能量更加集中，進(jìn)而獲得比單一等離子弧焊更加優(yōu)質(zhì)的焊縫。LB-VPPA復(fù)合焊是解決鋁合金焊接問題的新思路，此種新的焊接技術(shù)不僅克服了兩種焊接熱源的缺點(diǎn)、綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，還產(chǎn)生了額外的能量協(xié)同效應(yīng)，具備了能量更加集中、焊接熱輸入小、焊縫深寬比大的特點(diǎn)［4－7］。

近年來，隨著焊接工藝的不斷發(fā)展，復(fù)合焊技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用，研究學(xué)者對(duì)復(fù)合焊的研究也愈加深入。……