高强钢窄间隙摆动激光焊接过程数值分析
发布时间：2021-03-17 11:18
窄间隙激光焊接技术在我国舰船船体厚板结构的低变形焊接制造中具有独特的优势,该技术通过减小坡口尺寸和填充金属,可以在提高焊接生产效率的同时大幅度降低焊接热输入,从而降低焊件残余应力和减小焊接变形。相比于常规窄间隙激光焊接易出现侧壁未熔合缺陷,窄间隙摆动激光焊接中激光热源摆动可以有效加热侧壁,有效防止侧壁未熔合缺陷。然而,目前仍缺乏摆动激光对侧壁熔合的影响机理、多层焊接温度场以及应力应变场演变行为等定量基础研究,尚不能对摆动激光焊接技术在舰船船体厚板结构制造中工艺制定和性能优化提供基础数据支撑。基于此,本文在摆动激光焊接工艺试验的基础上,建立了适用于高强钢窄间隙摆动激光焊接过程的热-弹-塑性有限元数理模型,通过分析摆动参数对侧壁温度场和侧壁熔深的影响规律,揭示对坡口侧壁熔合的影响机理,通过数值分析30 mm厚钢板窄间隙摆动激光焊接温度场和应力应变场,揭示接头应力演变及残余应力分布规律。基于摆动激光焊接物理过程和结构非线性综合考虑,采用生死单元法模拟焊缝生成,针对激光自熔打底焊接建立了高斯面热源+衰减高斯体热源的组合热源,针对激光填丝焊接建立了节点激活温度+衰减高斯体热源的组合热源,利用局部...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１光丝交点到坡口距离示意图及熔滴长大过程［２６］??
图１－３焊接坡口侧壁未熔合Ｍｌ??
图１－２接头横截面形貌［２９］??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频振荡扫描激光焊接铝合金薄板温度场数值模拟[J]. 吴思根,周昕宇,蒋志伟,金湘中. 应用激光. 2019(03)
[2]激光摆动焊接工艺参数对高强钢气孔率和焊缝成形的影响[J]. 曹浩,雷振,黄瑞生,孟圣昊,梁晓梅. 焊接. 2019(04)
[3]摇动电弧窄间隙GMAW焊温度场数值分析模型[J]. 胥国祥,潘海潮,王加友. 焊接学报. 2017(10)
[4]旋转电弧窄间隙焊温度场和侧壁熔深的数值模拟[J]. 黎文航,胡婷,刘川,王加友,王淼. 焊接学报. 2015(08)
[5]舰船装备材料体系发展与需求分析[J]. 方志刚,刘斌,李国明,李健. 中国材料进展. 2014(07)
[6]模拟焊接过程电弧摆动的热源模型[J]. 胡军峰,杨建国,方洪渊,孟庆国. 焊接学报. 2005(06)
[7]Improvement of Weld Quality Using a Weaving Beam in Laser Welding[J]. Xudong ZHANG, Wuzhu CHEN, Gang BAO and Lin ZHAODepartment of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Journal of Materials Science & Technology. 2004(05)
[8]超细晶粒钢光束摆动激光焊接的研究[J]. 包刚,彭云,陈武柱,田志凌. 应用激光. 2002(02)
博士论文
[1]厚板窄间隙激光焊接过程稳定性与组织性能不均匀性研究[D]. 张熊.华中科技大学 2019
[2]10CrNi3MoV钢双面双弧焊接头组织与性能研究[D]. 彭康.哈尔滨工业大学 2018
[3]7A52铝合金厚板窄间隙激光填丝焊接特性及组织性能调控研究[D]. 张智慧.哈尔滨工业大学 2018
[4]厚板超窄间隙光纤激光焊接理论及实验研究[D]. 张国伟.北京工业大学 2014
[5]超窄间隙熔化极气体保护焊关键技术研究[D]. 代克杰.武汉大学 2011
[6]激光+GMAW-P复合热源焊焊缝成形的数值模拟[D]. 胥国祥.山东大学 2009
硕士论文
[1]大厚度高强钢板窄间隙激光摆动填丝焊接工艺研究[D]. 曹浩.机械科学研究总院 2019
[2]EH40钢窄间隙MAG焊缝成形及组织转变研究[D]. 倪志达.哈尔滨工业大学 2019
[3]铝合金/钢异种材料MIG电弧熔-钎焊接应力应变场数值分析[D]. 陈永.山东大学 2019
[4]Q420qE钢窄间隙激光填热丝焊工艺及接头组织性能研究[D]. 邵戗.江苏科技大学 2019
[5]5A06铝合金厚板窄间隙激光扫描焊接工艺特性研究[D]. 邹吉鹏.机械科学研究总院 2018
[6]钛合金TC4中厚板窄间隙TIG焊接工艺技术研究[D]. 李双.沈阳工业大学 2018
[7]高强钢立向上摆动MAG焊缝成形数值模拟[D]. 杨德涛.哈尔滨工业大学 2018
[8]铝合金摆动激光焊熔池热场与流场研究[D]. 郝雨.哈尔滨工业大学 2018
[9]铝合金厚板超窄间隙摆动激光焊接特性研究[D]. 王树良.哈尔滨工业大学 2018
[10]基于等效热源参数的焊接平板仿真及其承载能力研究[D]. 郭振飞.大连理工大学 2018
本文编号：3087050
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１光丝交点到坡口距离示意图及熔滴长大过程［２６］??
图１－３焊接坡口侧壁未熔合Ｍｌ??
图１－２接头横截面形貌［２９］??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频振荡扫描激光焊接铝合金薄板温度场数值模拟[J]. 吴思根,周昕宇,蒋志伟,金湘中. 应用激光. 2019(03)
[2]激光摆动焊接工艺参数对高强钢气孔率和焊缝成形的影响[J]. 曹浩,雷振,黄瑞生,孟圣昊,梁晓梅. 焊接. 2019(04)
[3]摇动电弧窄间隙GMAW焊温度场数值分析模型[J]. 胥国祥,潘海潮,王加友. 焊接学报. 2017(10)
[4]旋转电弧窄间隙焊温度场和侧壁熔深的数值模拟[J]. 黎文航,胡婷,刘川,王加友,王淼. 焊接学报. 2015(08)
[5]舰船装备材料体系发展与需求分析[J]. 方志刚,刘斌,李国明,李健. 中国材料进展. 2014(07)
[6]模拟焊接过程电弧摆动的热源模型[J]. 胡军峰,杨建国,方洪渊,孟庆国. 焊接学报. 2005(06)
[7]Improvement of Weld Quality Using a Weaving Beam in Laser Welding[J]. Xudong ZHANG, Wuzhu CHEN, Gang BAO and Lin ZHAODepartment of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Journal of Materials Science & Technology. 2004(05)
[8]超细晶粒钢光束摆动激光焊接的研究[J]. 包刚,彭云,陈武柱,田志凌. 应用激光. 2002(02)
博士论文
[1]厚板窄间隙激光焊接过程稳定性与组织性能不均匀性研究[D]. 张熊.华中科技大学 2019
[2]10CrNi3MoV钢双面双弧焊接头组织与性能研究[D]. 彭康.哈尔滨工业大学 2018
[3]7A52铝合金厚板窄间隙激光填丝焊接特性及组织性能调控研究[D]. 张智慧.哈尔滨工业大学 2018
[4]厚板超窄间隙光纤激光焊接理论及实验研究[D]. 张国伟.北京工业大学 2014
[5]超窄间隙熔化极气体保护焊关键技术研究[D]. 代克杰.武汉大学 2011
[6]激光+GMAW-P复合热源焊焊缝成形的数值模拟[D]. 胥国祥.山东大学 2009
硕士论文
[1]大厚度高强钢板窄间隙激光摆动填丝焊接工艺研究[D]. 曹浩.机械科学研究总院 2019
[2]EH40钢窄间隙MAG焊缝成形及组织转变研究[D]. 倪志达.哈尔滨工业大学 2019
[3]铝合金/钢异种材料MIG电弧熔-钎焊接应力应变场数值分析[D]. 陈永.山东大学 2019
[4]Q420qE钢窄间隙激光填热丝焊工艺及接头组织性能研究[D]. 邵戗.江苏科技大学 2019
[5]5A06铝合金厚板窄间隙激光扫描焊接工艺特性研究[D]. 邹吉鹏.机械科学研究总院 2018
[6]钛合金TC4中厚板窄间隙TIG焊接工艺技术研究[D]. 李双.沈阳工业大学 2018
[7]高强钢立向上摆动MAG焊缝成形数值模拟[D]. 杨德涛.哈尔滨工业大学 2018
[8]铝合金摆动激光焊熔池热场与流场研究[D]. 郝雨.哈尔滨工业大学 2018
[9]铝合金厚板超窄间隙摆动激光焊接特性研究[D]. 王树良.哈尔滨工业大学 2018
[10]基于等效热源参数的焊接平板仿真及其承载能力研究[D]. 郭振飞.大连理工大学 2018
本文编号：3087050
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