基于SYSWELD鎂合金激光焊接接頭相組織數(shù)值模擬與實驗.pdf

1、隨著人們節(jié)能減排與環(huán)境保護意識增強，鎂合金作為一種性能優(yōu)良的綠色輕量化結構工程材料，也越來越多的被應用到電子、航天、汽車、通訊等領域。因此對于鎂合金的焊接工藝研究就顯得尤為重要，也受到了材料科學界的廣泛關注。時至今日，鎂合金焊接工藝研究成果顯著，其中激光焊接（LBW）作為重要的一種焊接方法，因其具有焊接速度高，熱量輸入小等優(yōu)點而成為目前重要的焊接手段。但是，由于激光焊接工藝過程復雜、對焊接性能影響因素眾多、材料相組織轉(zhuǎn)變的復雜性，對其進

2、行實驗研究就顯得尤為困難。隨著計算機技術高速發(fā)展，實現(xiàn)了利用計算機虛擬仿真對鎂合金激光焊接接頭相組織進行數(shù)值模擬研究，這種研究方法能很好的指導其理論研究及實際應用，因此對于激光焊接接頭相組織轉(zhuǎn)變的數(shù)值模擬也稱為本學科的熱點。
　　本論文采用SYSWELD焊接專業(yè)有限元軟件，對AZ31鎂合金激光焊接接頭的相組織形態(tài)進行有限元仿真。建立了基于SYSWELD有限元軟件的有限元模型，在合理選擇參數(shù)和有效簡化問題的基礎上實現(xiàn)了對焊接接頭組織

3、轉(zhuǎn)變的研究，分析了工藝參數(shù)（焊接速度和焊接功率）對焊接接頭（熱影響區(qū)、焊縫金屬）顯微組織生長趨勢變化的影響。同時采用與模擬相同的焊接工藝進行了激光焊接實驗，最后對比實驗與仿真結果。得到如下結論：
　　1、建立了基于SYSWELD有限元軟件的有限元模型，在合理選擇參數(shù)和有效簡化問題的基礎上實現(xiàn)了對焊接接頭組織轉(zhuǎn)變的研究。
　　2、隨著焊接熱輸入的增加，焊縫組織中晶粒和析出相逐漸粗大；焊接熱影響區(qū)的平均晶粒尺寸隨著焊接熱輸入的增

4、加而粗大。
　　3、通過對比觀察數(shù)值模擬結果云圖，當焊接熱輸入為(14～20)J?mm-1時，可以得到組織相對均勻的焊縫。
　　4、通過對比觀察接頭相組織形貌的數(shù)值模擬結果與試驗結果，兩者相區(qū)域的變化趨勢和影響范圍基本一致。從而驗證了本數(shù)學模型的可靠性，因此數(shù)值模擬結果可以為金相組織分析研究提供理論依據(jù)和實踐基礎。
　　論文證明了模擬與實驗的相組織形態(tài)變化基本一致，所以本文所建立的數(shù)學模型和計算結果的真實準確性得到了基