鋁合金激光深熔焊溫度場數值模擬及改善方案研究.pdf

1、激光焊接技術具有速率高、精度高和可靠性高等優(yōu)點，在工業(yè)生產中有廣泛應用。鋁合金激光焊接是一個復雜的物理化學過程，鋁合金反射率高和導熱系數大，鋁合金激光焊接容易產生表面塌陷和內部氣孔等缺陷，采用工藝試驗進行激光焊接過程研究，需要時間長和材料成本高，國內外研究人員采用試驗和數值分析相結合的方法對鋁合金激光焊接進行了有效的研究。數值模擬中熱源的選取是仿真計算的關鍵，本文選取雙高斯圓柱體熱源對鋁合金作了三維溫度場的仿真模擬，研究了激光焊接薄板鋁

2、合金的工藝參數對焊縫成形的影響規(guī)律，并通過實驗驗證，具有重要的學術理論價值和實用意義。
　　焊接材料為1mm厚6061鋁合金，激光器型號為YLS-2000。首先，針對國內外激光焊接數值模擬的研究現(xiàn)狀進行深入分析，再結合薄板鋁合金的材料屬性的特點，提出采用雙高斯圓柱體熱源模型的技術方案，并借助FLUENT軟件自定義的UDF程序加載了這種模型，建立了1mm厚6061鋁合金激光焊接的三維數值模擬模型，完成激光深熔焊焊鋁合金的溫度場數值模

3、擬。其次，通過數值模擬的結果分析，確定了工藝試驗的研究方案，并通過多次試驗結果，調整數值模擬中的網格和求解參數，直到模擬與試驗結果吻合良好。最后，總結了模擬與試驗結果分析，得出工藝參數對焊縫成形的影響規(guī)律，為激光焊接薄板鋁合金提供了定量的數據參考與數值模擬的理論基礎。
　　本文介紹了兩種改善焊縫質量的方案。一種是改變工件傾斜角度，采用數值模擬與工藝試驗相結合的研究方法，證實了這種焊接方式確實具有改善塌陷和氣孔缺陷的作用；另一種是激