激光焊數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究.pdf

1、鋁合金因其密度小、易于加工、耐腐蝕和塑性好等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于生活中的各領(lǐng)域，而7075鋁合金是常溫下強(qiáng)度最高的鋁合金，其在航空航天和汽車等行業(yè)逐漸成為重要的材料選擇。然而，對(duì)7075鋁合金使用一般的焊接方法很難得到較好的焊縫和接頭質(zhì)量。激光能夠?qū)⒏吣芰考性讵M小區(qū)域內(nèi)，使工件局部溫度迅速升高，達(dá)到或超過(guò)熔點(diǎn)。激光焊接有著焊接速度快、變形量小、焊縫連續(xù)和熱影響區(qū)小等特點(diǎn)，是鋁合金比較理想的焊接方法。
　　本文通過(guò)焊接試驗(yàn)研究了厚度

2、為1mm的7075鋁合金板激光焊接焊縫形狀和焊接接頭，研究了電流、脈寬和激光頻率對(duì)接頭性能和熔池形狀的影響，同時(shí)分析了焊縫區(qū)域的金相組織和顯微硬度。研究發(fā)現(xiàn)，激光焊形成的焊縫連續(xù)且美觀；焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫熔寬和熔深影響明顯：電流過(guò)小會(huì)使焊縫末端凹陷，電流過(guò)大時(shí)焊縫會(huì)形成氣孔，脈寬與熔寬和熔深成正比，而頻率與其成反比，這是因?yàn)榧哟竺}寬增加了焊件熱流輸入的時(shí)間，而升高頻率降低了單頻率的能量密度；焊縫組織晶粒相較母材組織晶粒更為細(xì)小，母材區(qū)域

3、、焊縫區(qū)域和熔化區(qū)的顯微硬度依次呈遞減趨勢(shì)。
　　基于有限元軟件 ANSYS選取平面高斯熱源和錐體熱源的組合熱源模型對(duì)鋁合金激光焊接溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過(guò)編制 APDL語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)熱源的加載，考慮了材料參數(shù)隨溫度變化特性，分析了焊接溫度分布和溫度時(shí)變特性，并研究了工藝參數(shù)和熱源模型參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的單因素影響，對(duì)比分析了采用單一平面高斯熱源模型與組合熱源模型的結(jié)果。結(jié)果顯示，焊件高溫區(qū)域集中于輸入激光能量的焊縫區(qū)域附近，焊縫區(qū)