w-Cu-Ti擴散焊接過程的數(shù)值模擬和優(yōu)化設計.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，工程實際問題對材料的要求越來越高，很多情況下的結構對材料有著不同的要求，功能梯度材料就要求將不同屬性的材料焊接在一起。在制備功能梯度材料方面，擴散焊接作為一種新型焊機工藝已經(jīng)越來越受到人們的重視，得到了工程實際的廣泛應用。本文通過數(shù)值模擬的方法分析了W-Cu-Ti擴散焊接過程中的應力應變規(guī)律以及工藝參數(shù)對其變化的影響規(guī)律，從而為研究擴散焊接工藝提供參考。
　　 本文采用有限元軟件ANSYS模擬計算W-Cu

2、-Ti擴散焊接過程。具體研究內(nèi)容及結論如下：
　　 1、采用有限元分析軟件ANSYS計算分析擴散焊接后試樣的殘余應力和殘余應變的分布規(guī)律，具體分析關鍵部位的應力情況和焊接接頭彎曲變形情況。計算表明由于線膨脹系數(shù)的不匹配導致焊接接頭存在較大的殘余應力，最大軸向應力和剪切應力都發(fā)生在W-Cu界面處，所以焊接接頭容易在此處破壞。焊接接頭的變形形式為自W向Ti發(fā)生彎曲，W表面中心與邊緣位移差為160μm。
　　 2、分析討論工藝

3、參數(shù)(模型尺寸，加載條件，中間層)對焊接接頭的殘余應力和變形的影響規(guī)律。計算表明W厚度的增加能有效減小焊接接頭的彎曲變形，界面層厚度對焊接接頭殘余應力的影響較大，材料半徑對焊接接頭的彎曲變形影響較大，焊接溫度和壓力對焊接接頭的影響不大，二次熱處理能有效減小焊接接頭的彎曲變形，同時也能較為減小殘余應力，加入適當中間層材料能有效提高焊接接頭的強度。
　　 3、以W的材料厚度、W-Cu中間層材料厚度、Cu-Ti界面層厚度、焊接壓力、焊