AZ31鎂合金MIG焊接焊縫成形及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著鎂合金越來越廣泛的應(yīng)用，其連接技術(shù)的研究顯得非常必要。MIG焊是鎂合金焊接的重要方法之一，但鎂合金MIG焊接復(fù)雜的傳熱過程使得實(shí)驗(yàn)方法花費(fèi)大量人力和財(cái)力卻很難獲得重要信息，因此數(shù)值模擬成為鎂合金MIG焊接的重要研究手段。
　　 本文首先在一系列焊接參數(shù)下對(duì)6mm厚的AZ31鎂合金板進(jìn)行了MIG焊接工藝試驗(yàn)，對(duì)各種焊接參數(shù)下的焊縫形狀和尺寸（熔寬和熔深）進(jìn)行觀察和測(cè)量，并與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；其次利用ANSYS軟件建立了AZ31

2、鎂合金MIG焊三維模型，對(duì)6mm厚的AZ31鎂合金板材焊接溫度場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬在模擬計(jì)算時(shí)，采用ANSYS軟件的熱一結(jié)構(gòu)耦合功能，利用間接法，先計(jì)算焊接溫度場(chǎng)，以溫度場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果作為結(jié)構(gòu)分析的載荷，再進(jìn)行焊接應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算。最后通過后處理，給出了焊件不同位置不同時(shí)刻各點(diǎn)的熱循環(huán)曲線和應(yīng)力分布曲線，并將部分點(diǎn)的熱循環(huán)曲線與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比。
　　 通過對(duì)焊縫成形工藝試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析，得出在焊接電流為150A、焊接電壓為2

3、4V、焊接速度為8mm/s時(shí)焊縫外觀均勻光滑，為最佳焊接參數(shù)，而且焊縫熔寬及熔深都隨著焊接電流、焊接電壓的增大而增大，隨著焊接速度的增大而減小，數(shù)值模擬結(jié)果和工藝試驗(yàn)結(jié)果顯示的變化規(guī)律一致；實(shí)驗(yàn)所測(cè)的各點(diǎn)熱循環(huán)曲線與模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比結(jié)果顯示最高溫度、冷卻速度等都吻合較好。
　　 應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果表明：焊縫處縱向殘余應(yīng)力幾乎都是拉壓力；在焊縫方向上，焊縫中間的殘余應(yīng)力最大；沿垂直焊縫方向縱向殘余應(yīng)力逐漸減小，越遠(yuǎn)離焊縫方向，縱向