Mg-Ti異種金屬CMT焊接過程溫度場及殘余應(yīng)力場數(shù)值模擬.pdf

1、本文采用有限元軟件ABAQUS對(duì)鎂/鈦異種金屬CMT焊接過程進(jìn)行模擬，并建立出鎂/鈦異種金屬搭接焊模型。分別對(duì)考慮焊縫填充情況下的溫度場和殘余應(yīng)力場進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)特征點(diǎn)的溫度和殘余應(yīng)力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　通過建立鎂/鈦焊接溫度場模型，運(yùn)用單元生死技術(shù)考慮焊縫的填充過程，分析溫度場的變化規(guī)律并通過熱電偶對(duì)焊件的特征點(diǎn)熱循環(huán)曲線進(jìn)行測量。比較不同送絲速度下溫度場的變化規(guī)律，并對(duì)特征點(diǎn)的顯微組織進(jìn)行比較

2、。結(jié)果表明:鎂、鈦兩側(cè)的溫度場呈不對(duì)稱分布。距離焊縫中心相同的兩點(diǎn)，鎂板側(cè)試件溫度上升較快，達(dá)到的峰值溫度比鈦板側(cè)高，且下降速度也快。隨著送絲速度的增加，峰值溫度變高，達(dá)到鈦板的熔化溫度，鈦的熔化量也就隨之增加，鎂鈦連接界面連接較好。
　　采用熱-力耦合的分析方法進(jìn)行鎂鈦接頭殘余應(yīng)力及演變過程分析。根據(jù)送絲速度11.5m/min的殘余應(yīng)力分布圖得到熔池中心的Mises等效應(yīng)力值為0，最大等效殘余應(yīng)力值出現(xiàn)在鈦板的熱影響區(qū)，達(dá)到36

3、3MPa;對(duì)不同時(shí)刻固定位置的應(yīng)力值進(jìn)行分析得到:焊縫處的橫向應(yīng)力與縱向應(yīng)力都由壓應(yīng)力到拉應(yīng)力變化，且殘余應(yīng)力呈不對(duì)稱分布。橫向殘余應(yīng)力在焊縫的熱影響區(qū)達(dá)到峰值，鈦側(cè)達(dá)到192MPa，鎂側(cè)達(dá)到88MPa。焊縫兩側(cè)的縱向殘余應(yīng)力值基本相等達(dá)到220MPa。由于鎂合金具有較大的熱導(dǎo)率，導(dǎo)致鎂板側(cè)的變形量較鈦側(cè)大很多。
　　為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)不同邊界條件下的殘余應(yīng)力及變形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試與分析。結(jié)果表明采用耦合約束的應(yīng)力值及變形