组合热源模型下焊剂片约束电弧焊温度场预测

发布时间：2021-07-21 06:01

　　通过反演法将高斯面热源与柱型体热源耦合构建成组合热源,再运用软件ABAQUS对焊剂片约束电弧焊高强钢T形接头在此组合热源作用下形成的温度场进行数值模拟.模拟过程中着重考虑了夹具与工件之间的接触传热.通过将模拟结果与实验结果对比,发现模拟与实验所得焊缝形貌、以及各测试点焊接热循环曲线基本吻合,从而验证了有限元分析中使用该组合热源模型预测焊剂片约束电弧焊温度场的可行性和有效性.对T形接头温度场分布研究发现,模拟的T形接头的面板和芯板在厚度方向温度分布均匀.对热循环曲线的分析中发现,夹具在工件冷却阶段的作用明显,为此对焊接热影响区范围进行数值预测,预测结果与实验结果吻合. 

【文章来源】：兰州理工大学学报. 2020,46(04)北大核心

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【部分图文】：

焊接装配示意图

对工件在夹具散热及无夹具空气环境下自然散热进行有限元模拟，需要为夹具以及工件分别建模．BS960板尺寸为150mm×50mm×5mm，中心焊缝尺寸为150 mm×5 mm×5 mm，铜块尺寸为150mm×25 mm×25 mm．夹具为两块尺寸为201mm×120mm×15mm的Q235钢，通过切削加工，如图2所示．网格单元采用DC3D8热传导单元，网格最小尺寸为1mm×1mm×1mm．其中使用夹具散热和空气自然散热模型的网格总数分别为11 794、10 350个．2.2 热源模型的构建

其中；Q为组合热源总热量；U和I为焊接电压及电流，电流取280A，电压取25V;Q1及Q2分别为高斯热源与柱形热源；X1和X2分别为焊接热源分配系数，分别取0.55和0.45；η为焊接热效率，取0.8.Q1及Q2所代表的高斯和柱形热源的方程为

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3294467