大厚度鈦合金電子束焊接熱作用有限元分析.pdf

1、利用ANSYS軟件對(duì)大厚度鈦合金電子束焊接的熱作用結(jié)果進(jìn)行有限元分析。首先建立了20mm厚 TA15鈦合金電子束平板焊接的三維有限元模型，利用由高斯面熱源和旋轉(zhuǎn)拋物體熱源復(fù)合而成的熱源模型對(duì)下焦點(diǎn)和表面聚焦電子束焊接過(guò)程的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　溫度場(chǎng)的模擬結(jié)果表明，表面聚焦焊接時(shí)熔池的峰值溫度為3200℃，而下焦點(diǎn)焊接時(shí)為2700℃，且表面的整體溫度要比下焦點(diǎn)焊接時(shí)的高，但是工件內(nèi)部的溫度整體要比下焦點(diǎn)焊接時(shí)的低。模擬

2、出的熱循環(huán)曲線與熱電偶測(cè)量結(jié)果吻合較好，模擬出的熔池形貌與實(shí)際獲得的焊縫形貌吻合良好。
　　采用熱-彈塑性有限元理論，在溫度場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，利用間接耦合的方法計(jì)算了在真空電子束焊接過(guò)程中TA15鈦合金熱應(yīng)力的演變過(guò)程和殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)。計(jì)算分析表明，隨著電子束的移動(dòng)，焊縫區(qū)的應(yīng)力演變經(jīng)歷了從壓應(yīng)力狀態(tài)向拉應(yīng)力狀態(tài)演變的過(guò)程。兩種聚焦方式的電子束焊接得到的近縫區(qū)殘余應(yīng)力主要表現(xiàn)為拉應(yīng)力，下焦點(diǎn)焊接得到的殘余應(yīng)力值與表面聚焦時(shí)的相差