鋁合金激光深熔焊溫度場數(shù)值模擬及改善方案研究.pdf

1、激光焊接技術(shù)具有速率高、精度高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。鋁合金激光焊接是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，鋁合金反射率高和導(dǎo)熱系數(shù)大，鋁合金激光焊接容易產(chǎn)生表面塌陷和內(nèi)部氣孔等缺陷，采用工藝試驗(yàn)進(jìn)行激光焊接過程研究，需要時間長和材料成本高，國內(nèi)外研究人員采用試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法對鋁合金激光焊接進(jìn)行了有效的研究。數(shù)值模擬中熱源的選取是仿真計算的關(guān)鍵，本文選取雙高斯圓柱體熱源對鋁合金作了三維溫度場的仿真模擬，研究了激光焊接薄板鋁

2、合金的工藝參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有重要的學(xué)術(shù)理論價值和實(shí)用意義。
　　焊接材料為1mm厚6061鋁合金，激光器型號為YLS-2000。首先，針對國內(nèi)外激光焊接數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，再結(jié)合薄板鋁合金的材料屬性的特點(diǎn)，提出采用雙高斯圓柱體熱源模型的技術(shù)方案，并借助FLUENT軟件自定義的UDF程序加載了這種模型，建立了1mm厚6061鋁合金激光焊接的三維數(shù)值模擬模型，完成激光深熔焊焊鋁合金的溫度場數(shù)值模

3、擬。其次，通過數(shù)值模擬的結(jié)果分析，確定了工藝試驗(yàn)的研究方案，并通過多次試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整數(shù)值模擬中的網(wǎng)格和求解參數(shù)，直到模擬與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。最后，總結(jié)了模擬與試驗(yàn)結(jié)果分析，得出工藝參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律，為激光焊接薄板鋁合金提供了定量的數(shù)據(jù)參考與數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)。
　　本文介紹了兩種改善焊縫質(zhì)量的方案。一種是改變工件傾斜角度，采用數(shù)值模擬與工藝試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，證實(shí)了這種焊接方式確實(shí)具有改善塌陷和氣孔缺陷的作用；另一種是激