1Cr18Ni9Ti不锈钢低功率激光-双面TIG复合焊接仿真研究.pdfVIP

学兔兔 、l 訇 似 1 Crl 8Ni9Ti不锈钢低功率激光．双面TIG 复合焊接仿真研究 Numeral simulation on laser-double sided TIG hybrid welding process of 1 Crl 8Ni9Ti stainless steel 邵国友 SHAO GUO—you (宿迁学院机电工程系，宿迁223800) 摘 要：基于ANSYS有限元平台，建立了1cr18Ni9Ti不锈钢低功率激光一双面TIG复合焊有限元预测模 型，模拟分析了低功率激光一双面TIG复合焊热循环规律和熔池形貌；并实际搭建了低功率激 光一双面TIG复合焊系统，对模拟结果进行了对比分析。研究发现模拟温度曲线和实测温度曲 线、模拟焊接熔合线和实际焊缝形貌吻合良好。 关键词：低功率激光一双面TIG复合焊；1 Or1 8NigTi不锈钢；数值模拟 中圈分类号：T@456．7 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(201 3)1 2(上)-01 00—03 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．201 3．1 2(E)．28 0 引言 1有限元模型和实验方法 激光一电弧复合焊接、双面电弧焊接、A TIG 1．1建立几何模型 焊接均能显著提高焊接生产效率、降低焊接成 基于ANSYS有限元模拟软件，创建低功率激 本、改善焊接质量}Jq ，因此，在石油化工、船 光一双面TIG复合热源平板堆焊9mm的1Crl 8Ni9Ti 舶、车辆等领域得到了广泛地应用。而由于激光一 不锈钢板时温度场有限元数值模型。模型尺寸取 双面TIG复合焊接技术，存在三个焊接热源问的相 76mm X 25mm X 9mm，焊接形式为不填充焊丝， 互耦合作用，焊接操作困难、温度场变化机理复 不开坡口平板立焊。焊接实验时激光一双面TIG复 杂，该项技术的研究和应用远不能满足现代化生 合焊接的工艺参数为激光功率300W，电弧电流 产的需求。 125A，焊接速度120mm／min。不锈钢1Crl8Ni9TI 传统采用试验法或试错法对激光一双面TIG复 钢的热物理性能参数如表1所示 ’ 。 合焊接技术进行研究，成本高、效率低，而数值 表1 l Crl SNi9Ti热物性能参数 模拟仿真技术的应用，不仅可以可以实时获取焊 接过程中温度场的分布规律，预测可能出现的缺 陷，也减少了成本，缩短了产品开发周期。数值 模拟仿真技术将传统的 “理论～实验一生产”的 生产模式优化为 “理论一数值模拟一生产”现代 生产模式 ，已经成为研究焊接技术及工艺优化 不可或缺的科研途径。 因此，本文基于ANSYS有限元分析软件，建 立了lCrl8Ni9Ti不锈钢低功率激光一双面TIG复合 焊有限元温度场预测模型，模拟分析了低功率激 光一双面TIG复合焊热循环规律和熔池形貌；并实