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《焊接順序對鋁合金矩形焊接殘余應力及變形的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、焊接順序對6061鋁合金矩形焊縫焊接殘余應力及變形的影響李燦，傅定發(fā)，王冠，向東，李落星（湖南大學材料科學與工程學院，長沙410082）摘要：以熱彈塑性有限元法為基礎，結合熱-力耦合的算法建立有限元模型，采用abaqus軟件對薄壁6061-T6鋁合金矩形型材進行焊接模擬；模擬了不同焊接順序對鋁合金型材殘余應力及焊接變形的影響，通過對比分析得到最優(yōu)的焊接順序。結果表明：在矩形焊接時焊縫所在平面上產生的最大殘余應力為拉應力；選擇對稱焊接工藝可以有效降低鋁合金型材焊接后的殘余應力，增強焊件的焊后穩(wěn)定性；從較長的焊接路徑開始焊接，
2、能夠減小鋁合金型材焊接變形量。關鍵詞：鋁合金；有限元；焊接順序；焊接變形中圖分類號：TG404；TG146.2文獻標識碼：A文章編號：InfluenceofWeldingSequenceonResidualStressandDistortioninRectangularWeldingof6061AluminumAlloyLICan，F(xiàn)UDing-fa，WANGGuan，XIANGDong，LILuo-xing(HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:Thispaperpr
3、esentedadetailedfiniteelementsimulationonthebasisofelastic-plasticmethodcombinedwiththermo-mechannicalcouplingalgorithm，andthesoftwareabaquswasusedfortheweldingsimulationofthin-walled6061-T6aluminum.Theresidualstressanddistortionwithvarioustypesofweldingsequencewe
4、reinvestigatedandtheoptimalweldingsequencewasgainedthroughcomparisonandanalysis.Theresultsshowedthatthemaximumresidualstressontheplaneoftheweldswastensilestressafterweldinginarectangular.Themethodofsymmetryweldinggotsmallerresidualstresswhichcouldenhancethestabili
5、tyoftheweldments,andstartingfromalongerweldingpathgotsmallerresidualdistortionofaluminumalloy.Keywords:Aluminumalloy;Finiteelement;Weldingsequence;Weldingdistortion0引言6061鋁合金屬于變形鋁合金，具有中等強度、良好的加工性能與焊接性能，幾乎各種焊接方法均可使用[1]，一般根據其具體的用途和使用環(huán)境來進行選擇。由于鎢極惰性氣體保護焊(TIG焊)的焊接質量較好且
6、容易操作，因此通常情況下采用TIG焊來進行焊接。鋁合金易氧化且熱導率和熱膨脹系數較大，焊接時需要大的熱功率、較集中的熱源和較好的氣體保護環(huán)境。在焊接過程中，由于高度集中的熱輸入，急劇的加熱和冷卻使焊縫及周圍區(qū)域產生不均勻的膨脹與收縮，進而產生焊接殘余應力及變形。選擇合理的焊接順序能夠有效減少焊接件的變形。研究表明，對焊接時的應力及變形可以使用有限元方法進行模擬和預測[2]，王宗茂等[3]首次把6061鋁合金的軟化現(xiàn)象引入到有限元分析中，使數值模擬的精度有所提高。為適應復雜的焊接結構并節(jié)省計算時間，丁振斌等[4]采用固有應變
7、法，通過對不同焊接順序下的船體進行了模擬，得到了變形最小的焊接順序。國外的Liam等[5]研究了T形焊接件在不同焊接順序下的殘余應力及變形，獲得了最佳焊接順序并討論了焊接應力及變形對焊件力學性能的影響。Sattari-Far等[6]利用三維坐標下熱力耦合的方法對不同焊接順序下圓筒件的殘余應力及變形進行模擬，并得出了最佳的焊接方案。采用熱彈塑性有限元法來預測焊接變形情況，由于在計算中考慮到了材料的非線性等較多因素，使模擬結果更加直觀且便于進行對比分析。利用數值模擬技術進行焊接順序優(yōu)化的研究主要集中在多道平行焊縫的焊接[7-8
8、]方面，作者利用abaqus軟件對薄壁6061-T6鋁合金進行了矩形焊縫(四條焊縫呈矩形分布)焊接的模擬，對不同的焊接順序產生的應力與變形進行分析并制定出合理的焊接順序，提高了焊件的結構穩(wěn)定性。收稿日期：2011-07-25；修訂日期：2012-03-15作者簡介：李燦（1985-），男，河南駐馬店人，
