不銹鋼車體側(cè)墻激光焊縫排布及疲勞壽命分析.pdf

1、當(dāng)前不銹鋼車體外板與補(bǔ)強(qiáng)板激光焊接結(jié)構(gòu)主要采用連續(xù)焊接方式。但長(zhǎng)距離的連續(xù)焊接工藝難度大，容易出現(xiàn)未焊透以及焊間隙現(xiàn)象，從而導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能下降。針對(duì)這一問(wèn)題，提出了側(cè)墻的激光段焊結(jié)構(gòu)，采用非連續(xù)焊接的方式來(lái)減小焊接缺陷。本文基于A、B型車的激光焊接結(jié)構(gòu)的拉伸試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)激光焊縫的排布方式和疲勞性能進(jìn)行分析。利用ABAQUS有限元軟件對(duì)激光段焊結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，探究焊縫長(zhǎng)度和焊縫間距對(duì)激光段焊結(jié)構(gòu)性能的影響，并基于疲勞性

2、能對(duì)激光焊縫的排布進(jìn)行優(yōu)化。
　　拉伸分析結(jié)果表明，激光段焊結(jié)構(gòu)的拉伸性能較連續(xù)激光焊接結(jié)構(gòu)有所下降。板寬一定時(shí)，焊縫長(zhǎng)度越短焊接結(jié)構(gòu)的拉伸性能越差?；谧畲蟮刃苄詰?yīng)變準(zhǔn)則預(yù)測(cè)出單個(gè)焊縫長(zhǎng)度的最小值不得低于13.3mm，焊縫長(zhǎng)度和焊縫間距之間的比不得低于2∶1才能保證激光段焊結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度、剛度滿足設(shè)計(jì)要求。并且，增加焊縫的熔寬、熔深可以顯著提升焊接結(jié)構(gòu)的拉伸性能。
　　優(yōu)化分析結(jié)果表明，當(dāng)焊縫間隙不變時(shí)，一定的范圍內(nèi)焊縫長(zhǎng)

3、度越長(zhǎng)，疲勞性能越強(qiáng)，在焊縫長(zhǎng)度和縫間距之比達(dá)到3∶1時(shí)疲勞性能最優(yōu)，但是繼續(xù)增加焊縫長(zhǎng)度疲勞性能隨之下降。當(dāng)焊縫長(zhǎng)度不變時(shí)，焊縫間距越小，疲勞性能越強(qiáng)。并且，焊縫間隙對(duì)疲勞性能影更響顯著。當(dāng)激光段焊結(jié)構(gòu)的焊縫總長(zhǎng)度和總焊縫間距相同時(shí)，焊接結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)良疲勞性能的原則是:多段焊縫和短焊間距。
　　疲勞分析結(jié)果表明，非熔透搭接激光焊接結(jié)構(gòu)高周疲勞斷裂在外板靠近焊縫處，低周疲勞斷裂在內(nèi)板靠近焊縫處，焊縫處的應(yīng)力集中是其斷裂的主要原因。