Invar鋼激光-MIG復合焊接熔池流場形態(tài)研究.pdf

1、本文基于一定的實驗，結合數(shù)值模擬，研究了Invar模具鋼激光-MIG復合焊熔池流場形態(tài)。首先，開展5mm厚Invar鋼激光-MIG復合焊接工藝研究，觀察其焊接接頭宏觀形貌，發(fā)現(xiàn)激光-MIG復合焊縫整體呈現(xiàn)漏斗形狀。通過設計19.05mm厚Invar鋼三組激光-MIG復合焊實驗，分析焊接接頭不同區(qū)域的組織形態(tài)，中心到母材的金相是由細小等軸晶到柱狀晶，再到比母材粗大的晶粒。研究焊縫形貌，初步摸索出穩(wěn)定的焊接工藝，發(fā)現(xiàn)隨著焊接激光功率或焊接電

2、流的增加，焊縫硬度分布越均勻。其次，針對5mm厚Invar鋼平板對接接頭，研究Invar鋼激光-MIG復合焊模擬過程中熱源模型的構建，通過對比模擬和實驗，發(fā)現(xiàn)高斯旋轉體熱源和雙橢球熱源模模擬結果只與焊縫局部區(qū)域有一定的吻合性。然而，采用高斯旋轉體熱源和雙橢球熱源組合成得新熱源模型，模擬的熔池形態(tài)能很好地匹配實際焊接后的焊縫區(qū)域。最后，針對模具結構19.05mm厚Invar鋼激光-MIG復合多層焊，采用有限元數(shù)值模擬的方法，基于本文設計的

3、組合熱源，開展焊接熔池流場仿真與流程形態(tài)分析研究。研究表明，熔池流場速度值較小，熔池流動性差，難以將產(chǎn)生的氣體及時帶動逸出，從而產(chǎn)生氣孔；激光-MIG復合焊中流場速度越大所得的焊縫的硬度均勻性越好，且熔池流場的速度值大小對焊縫硬度值最大值影響較小。針對Invar模具鋼激光-MIG多層復合焊接工藝，采用實驗研究與仿真分析相結合的方式，開展了熔池流場形態(tài)、流場對組織影響的研究，初步探索了該種材料和工藝的熱場流場機理，為Invar鋼激光-MI