外加磁場對TIG焊殘余應力的影響.pdf

1、焊接過程中局部快速加熱導致溫度場分布不均勻是產生焊接殘余應力的主要原因，焊接殘余應力是焊接裂紋、疲勞斷裂、脆性斷裂、應力腐蝕裂紋等破壞形式的主要影響因素，因此焊接殘余應力的分布狀態(tài)及大小對構件的焊接質量、尺寸精度、安全性能及使用壽命也有著直接或間接的影響。所以，深入的研究焊接殘余應力對提高焊接質量有著十分重要的意義。
　　本文通過外加直流縱向磁場作用于TIG焊接電弧，改變外加磁場強度的大小，使得焊接電弧中帶電粒子受洛侖茲力作用而加

2、速旋轉并向電弧邊緣匯聚，從而擴張了電弧，降低了弧柱中心的熱源系數，避免了能量集中，加速了熔池金屬對流，降低了焊接溫度場梯度，實現了焊接殘余應力峰值的降低。在工藝試驗的同時，基于ANSYS有限元軟件，對外加磁場TIG焊溫度場和應力場進行模擬，研究外加磁場對TIG焊接殘余應力的影響。
　　本文根據外加磁場TIG焊接特性，建立了外加直流縱向磁場TIG焊接熱源運動模型，基于熱彈塑性有限元理論，采用生死單元技術，對有無磁場作用的TIG焊Q2

3、35鋼焊接過程的溫度場和應力場進行了數值模擬，得到了溫度場分布云圖和應力模擬計算結果，分析了磁場作用下焊接溫度梯度減小和殘余應力峰值降低的原因。同時對Q235鋼和LF21鋁合金進行了外加磁場TIG焊接試驗，用盲孔法測量了焊接殘余應力值，并結合焊縫熔寬和焊縫成形，探討了外加磁場作用于TIG焊接機理及殘余應力降低原因。
　　結果表明，外加直流縱向磁場，使得TIG焊接電弧擴張，電弧熱源系數變小，焊縫熔寬增大，減小了溫度峰值和溫度梯度，降