基于磁控技術(shù)的TIG焊殘余應(yīng)力的研究.pdf

1、焊接過程中不均勻的溫度場與溫度梯度的存在，將不可避免的產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力直接影響著焊接結(jié)構(gòu)承載能力、抗應(yīng)力腐蝕、疲勞強度，以及后續(xù)加工過程中焊接殘余應(yīng)力的釋放而導(dǎo)致的變形，最終影響結(jié)構(gòu)的尺寸穩(wěn)定性與精度。因此，對焊接殘余應(yīng)力的有效控制有著重要的現(xiàn)實意義。
　　基于此，本文引入外加直流縱向磁場，以 TIG焊接電弧為控制對象，通過改變磁場強度來調(diào)節(jié)電弧帶電粒子的旋轉(zhuǎn)半徑，達到控制電弧中電流密度、電弧力以及電弧能量分布，調(diào)節(jié)焊

2、接過程中溫度場，實現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力分布的優(yōu)化，降低殘余應(yīng)力峰值。同時采用有限元模擬與試驗相結(jié)合的手段，探索外加磁場對TIG焊接殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。
　　本文建立了 TIG焊接電弧帶電粒子在外加直流縱向磁場作用下運動模型，分析了磁控電弧中電流密度以及能量密度分布規(guī)律。根據(jù)磁控 TIG焊接電弧的特點修正了外加直流縱向磁場作用TIG焊接高斯熱源模型，以及根據(jù)熔合線準則建立了外加直流縱向磁場作用TIG焊接雙橢球熱源模型?；跓釓椝苄杂邢拊?/p>

3、論，以 ANSYS軟件為平臺，Q235鋼為研究對象，建立了非均勻網(wǎng)格劃分三維模型，設(shè)計了引弧，熱源移動，熱力間接耦合程序，采用等效比熱法與生死單元技術(shù)解決了凝固過程中一次相變與焊接熔化金屬的零應(yīng)力狀態(tài)問題，采用所建立的磁控?zé)嵩茨Ｐ蛯崿F(xiàn)了磁控 TIG焊接溫度場與殘余應(yīng)力的模擬，得到任意時刻焊件溫度分布云圖、焊縫以及熱影響區(qū)熱循環(huán)曲線以及焊件表面殘余應(yīng)力分布情況。同時采用小孔法實測了磁控TIG焊Q235鋼平板對接焊縫附近殘余應(yīng)力值。