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《热b．r--工艺》2014年9月第43卷第17期

超薄不锈钢板激光焊接局部变形预测研究

阚玉艳。彭林法。来新民。倪军

(上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室，上海200240)

摘要：目前，对焊接变形的预测大都基于有限元仿真，不仅需要高性能的计算机，计算时间也非常长。文中基于固

有应变法，分析了焊接变形产生机理，提出了角变形解析预测模型。采用光纤激光焊接器，在不同焊接功率条件下，对厚

度分别为0．2、0．5inln的316L超薄不锈钢板进行搭接焊接，通过试验结果对模型进行修正并验正。研究表明，该解析

预测模型可有效预测316L超薄不锈钢板焊接变形。

关键词：316L薄不锈钢；激光焊接；角变形；解析模型

中图分类号：TG404文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)17—0219-04

AnalyticPredictiononWeldingDeformationforUltra-thinStainless

SteelLaserWelding

KANYuyan，PENGLinfa，Xinmin，NIJun

(ShanghaiKeyLaboraotryofDigi~lManufactureforThin-walledStructures，ShnaghaiJiaotongUniversity，Shnahgai

200240，China)

Abstract：MostofthemehtodsusedofrpredictingweldingdistortionareFemAnalysis—based，whichCnanotonlypose

greatchallengetocomputerperformance，butalsocosttime．BasedonInherentstranimethodnadweldingmechanism，hte

analyticmodelswerebuilttopredicthteangulardeformation．Theexperimentwasconductedtomodifynadvalidatehte

modelsbywelding316Lstainlesssteelswith0．2nllTlnad0．5rtmlhticknessusingfiberLaser．Theresultsshow血athte

analyticmodelcanhighlyprovetheweldingdefomrationof3l6Lsatinlesssteels．

Keywords：316Lsatnilesssteel；laserweldnig；nagulardefomration；naalyticmodel

厚度0．5mm以下的超薄316L不锈钢板具有优秀也非常长：此外现在的研究多集中在厚度1mm以

的耐腐蚀、耐高温、抗蠕变等性能，且韧性和塑性很好，上的板材。随着板厚减小至0．5mm以下，焊接热变

应用领域广泛。然而板厚的减薄使得焊接变形问题更形对工艺参数更为敏感，采用上述模型难以准确预

加突出，对焊接产品的质量产生了重要影响。预测焊接测焊接变形量。本文针对0。5mm厚度以下超薄不锈

变形对于解决焊接变形问题具有重大意义哪。钢板的光纤激光焊接过程，根据焊接热过程与变形

常用的焊接变形经验公式和数据是在特定实验产生机理建立角变形解析预测模型，并通过试验对

条件或生产实际中得到的，存在相当的局限性。为该模型进行修正、验正。

此，目前国内外众多学者对激光焊接变形进行了研

1激光焊接角变形模型

究。Kim2[通／过分析激光焊接机理建立了相应的热源

模型，用有限元法模拟焊接过程，从而预测