“GAUSS+半橢球”熱源模擬激光焊接*

陳大江，張大斌，陳 素，宋 濤，文夢蝶，魏曉雍，龍 祥

(貴州大學機械工程學院，貴陽 550025)

0 引言

7A52高強鋁合金，具有優良的力學性能和較高的強度，但焊接時容易出現焊縫裂紋、氣孔、焊接大變形、焊接接頭軟化等缺陷[1-3]。為提高試驗成功率和獲得較高質量的焊縫，焊接前應該確定準確的焊接工藝參數。確定焊接工藝參數方法有兩種：一個方法是通過試驗根據試驗結果不斷調整參數得到較高質量的焊縫同時確定工藝參數[4-5]；另一個方法是利用有限元軟件對激光焊接過程進行模擬，通過不斷調整參數獲得較好質量的焊縫。顯然，利用有限元軟件對激光焊接過程進行仿真分析獲得準確試驗參數的方法能有效避免材料浪費且具有較好的可操作性和可重復性[6-7]。李曉東等[7]利用雙橢球熱源對高速列車整體框架焊接件接頭進行焊接數值模擬與仿真研究，得到了較為準確的溫度場分布和殘余應力變形分布。張曉鴻等[8]建立了復合熱源模型，發現復合熱源模型能更準確的模擬出多層多道焊的熔池形貌。楊婕等[9]選擇雙橢球熱源為焊接熱源，利用hsf工具反復修改雙橢球熱源高斯參數，得到與實際較為貼切的熱源模型。衛亮等[10]提出高斯-雙橢圓柱熱源模型，模擬了高速列車的車頭框架焊接接頭的溫度場分布、結構變形、殘余應力分布等規律。還有學者對各類材料進行焊接仿真，涉及采用傳統的熱源模型、調整后的熱源模型、新型熱源模型模擬焊縫截面熔池輪廓，但是鮮有學者建立新型材料7A52高強度鋁合金的材料文件和激光焊接時的新型熱源模型?！?br>