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Three thermal analysis models for laser, GMAW-P and Iaser+GMAW-P hybrid welding 被引量:1
1
作者 胥国祥 武传松 +2 位作者 秦国梁 王旭友 林尚扬 《China Welding》 EI CAS 2009年第1期35-39,共5页
The temperature fields and the weld pool geometries for laser + GMAW-P hybrid welding, laser welding and pulsed gas metal arc welding (GMAW-P) are numerically simulated in quasi-steady state by using the developed ... The temperature fields and the weld pool geometries for laser + GMAW-P hybrid welding, laser welding and pulsed gas metal arc welding (GMAW-P) are numerically simulated in quasi-steady state by using the developed heat source models, respectively. The calculated weld cross-sectious of the three types of welding processes agree well with their respective measured results. Through comparison, it is found that the temperature distribution of laser+GMAW-P hybrid welding possesses the advantages of those in both laser and GMAW-P welding processes so that the improvement of welding productivity and weld quality are ensured. 展开更多
关键词 laser+GMAW-P hybrid welding laser welding GMAW-P temperature fields thermal analysis
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MODEL OF LASER-TIG HYBRID WELDING HEAT SOURCE 被引量:3
2
作者 ChenYanbin LiLiqun FengXiaosong 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第4期511-514,共4页
The welding mechanism of laser-TIG hybrid welding process is analyzed. Withthe variation of arc current, the welding process is divided into two patterns: deep-penetrationwelding and heat conductive welding. The heat ... The welding mechanism of laser-TIG hybrid welding process is analyzed. Withthe variation of arc current, the welding process is divided into two patterns: deep-penetrationwelding and heat conductive welding. The heat flow model of hybrid welding is presented. As todeep-penetration welding, the heat source includes a surface heat flux and a volume heat flux. Theheat source of heat conductive welding is composed of two Gaussian distribute surface heat sources.With this heat source model, a temperature field is calculated. The finite element code MARC isemployed for this purpose. The calculation results show a good agreement with the experimental data. 展开更多
关键词 laser-TIG hybrid welding deep-penetration welding Heat conductive welding Heat source model temperature field
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薄板激光焊接温度场的数值研究 被引量:23
3
作者 刘顺洪 万鹏腾 +2 位作者 胡良果 李志远 余蔚 《电焊机》 2001年第8期16-19,28,共5页
进行了薄板激光焊温度场的分析与数值模拟 ,在空间域上用加权余量法 ,时间域上用有限差分法离散 ,建立了有限元方程 ,并编制了相应的程序。在程序中考虑了材料热物性参数的温度相关性、熔化潜热以及对流辐射等对温度场的影响 ,为进一步... 进行了薄板激光焊温度场的分析与数值模拟 ,在空间域上用加权余量法 ,时间域上用有限差分法离散 ,建立了有限元方程 ,并编制了相应的程序。在程序中考虑了材料热物性参数的温度相关性、熔化潜热以及对流辐射等对温度场的影响 ,为进一步分析应力应变场奠定了基础。最后对程序计算结果与实验结果作了比较 。 展开更多
关键词 激光焊 温度场 有限元分析 数值模拟
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CFRP与不锈钢激光焊接的有限元分析 被引量:10
4
作者 王强 焦俊科 +2 位作者 王飞亚 张文武 盛立远 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期853-859,共7页
为了研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRP)与不锈钢激光焊接的机理,及不同工艺参量对焊缝质量的影响规律,采用ANSYS建立了基于热传导焊的3维有限元模型,计算得到了温度场和应力场的分布,分析了激光功率、焊接速率和光斑直径等参量对焊缝... 为了研究碳纤维增强热塑性复合材料(CFRP)与不锈钢激光焊接的机理,及不同工艺参量对焊缝质量的影响规律,采用ANSYS建立了基于热传导焊的3维有限元模型,计算得到了温度场和应力场的分布,分析了激光功率、焊接速率和光斑直径等参量对焊缝宽度和焊接深度的影响规律,并进一步计算分析了焊接后的残余应力对焊接质量的影响情况。结果表明,该有限元模型能够快速、有效模拟激光对CFRP-不锈钢焊接温度场和残余应力分布;激光功率、焊接速率和光斑直径等工艺参量对焊缝宽度和焊接深度有着重要的影响;计算出的焊接残余应力与残余应力的理论分布规律也基本吻合,验证了该有限元模型的可靠性。该研究结果对获得高质量CFRP-不锈钢焊接接头是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 有限元分析 碳纤维增强热塑性复合材料 温度场 残余应力
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航空发动机薄壁机匣激光焊接有限元数值模拟 被引量:11
5
作者 汪苏 王春侠 郭军刚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期833-837,共5页
针对航空发动机的关键部件之一———燃烧室薄壁机匣建立了激光焊接的数值分析模型.基于SYSWELD软件的焊接分析功能,运用有限元分析方法研究了燃烧室薄壁机匣环缝焊接时引起的焊接变形,模拟了薄壁机匣激光焊接时的温度场、应力场以及变... 针对航空发动机的关键部件之一———燃烧室薄壁机匣建立了激光焊接的数值分析模型.基于SYSWELD软件的焊接分析功能,运用有限元分析方法研究了燃烧室薄壁机匣环缝焊接时引起的焊接变形,模拟了薄壁机匣激光焊接时的温度场、应力场以及变形情况,同时对焊接模拟中的热源问题从数学上进行了分析和探讨.在此基础上结合整个薄壁机匣的实际工作状况对模拟结果进行了定性分析,验证了分析方法的可行性,为实际薄壁机匣焊接提供了理论依据,有助于薄壁机匣焊接工艺方法的改进.该分析方法对焊接领域类似问题的处理也有借鉴意义. 展开更多
关键词 有限元分析 薄壁机匣 激光焊接 温度场 应力场 变形
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304不锈钢薄板脉冲激光焊焊接热过程数值分析 被引量:16
6
作者 姜泽东 陈保国 史维琴 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第13期148-150,共3页
针对不锈钢薄板脉冲激光焊接的特点,基于有限元分析软件ANSYS,对0.5mm厚的304不锈钢薄板脉冲激光焊接的热过程进行三维数值动态模拟。建模时采用实体单元和表面单元结合,并采用焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格,除了施加整体与... 针对不锈钢薄板脉冲激光焊接的特点,基于有限元分析软件ANSYS,对0.5mm厚的304不锈钢薄板脉冲激光焊接的热过程进行三维数值动态模拟。建模时采用实体单元和表面单元结合,并采用焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格,除了施加整体与外界的对流散热条件外,还考虑了工件与夹具之间的传导换热,分析了焊接温度场在工件上的分布规律及工艺参数对焊缝成形的影响,并据此提出了提高不锈钢薄板激光焊焊接接头质量的方案。计算结果表明,熔池的尺寸随输入能量的变化较为明显,在激光加热0.05s后材料开始熔化,熔池呈现大幅度增长趋势;焊接速度对熔深和熔宽的影响较为显著,熔宽随焊接速度的增加而逐渐减小,熔深几乎与焊接速度成反比,当焊接速度约为0.4m/min时,熔深为0.5mm以上,工件熔透,且深宽比可达到2∶1。计算所得熔池大小与试验结果基本吻合。 展开更多
关键词 不锈钢 脉冲激光焊 温度场 ANSYS 数值分析
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热压条件下激光深熔焊接温度场的数值模拟 被引量:4
7
作者 熊智军 李永强 +1 位作者 赵熹华 李民 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期41-44,共4页
对铝合金LF3Y2搭接板进行了热压条件下激光深熔焊接。建立了该条件下的焊接热源模型,热源模型由作用在工件表面的高斯面热源和沿激光入射方向的旋转高斯体热源构成。使用该热源模型和ANSYS有限元分析软件对前述的试验进行了数值模拟。... 对铝合金LF3Y2搭接板进行了热压条件下激光深熔焊接。建立了该条件下的焊接热源模型,热源模型由作用在工件表面的高斯面热源和沿激光入射方向的旋转高斯体热源构成。使用该热源模型和ANSYS有限元分析软件对前述的试验进行了数值模拟。结果表明,热压使激光在高速焊接时依然有足够的熔深和熔宽;试件表面的等温线呈椭圆形,在移动热源前方温度梯度大,后方温度梯度小;计算所得的熔池截面成形与工艺试验结果吻合良好,验证了该热源模型的合理性。 展开更多
关键词 激光深熔焊接 热源模型 数值模拟 温度场
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铝合金激光深熔焊接热过程有限元数值模拟 被引量:7
8
作者 时君伟 胡敏英 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第11期120-122,共3页
对铝合金5A06筒体纵缝进行激光深熔焊接。采用旋转高斯体热源模型和ANSYS有限元分析软件对其进行了数值模拟。结果表明,用有限元数值模拟方法得到的焊接温度场分布规律与实测结果基本一致。
关键词 激光深熔焊接 热源模型 数值模拟 温度场
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激光透射焊接聚碳酸酯的有限元数值模拟 被引量:7
9
作者 四库 陈盛贵 钟欢欢 《激光杂志》 北大核心 2015年第6期104-107,共4页
为了研究激光透射焊接塑料过程中温度分布对焊接显微结构和强度的影响。采用ABAQUS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接聚碳酸酯(PC)的三维有限元热分析模型,通过子程序DFLUX和FFORTRAN语言编程实现超高斯型热源的动态加载,有限元分析... 为了研究激光透射焊接塑料过程中温度分布对焊接显微结构和强度的影响。采用ABAQUS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接聚碳酸酯(PC)的三维有限元热分析模型,通过子程序DFLUX和FFORTRAN语言编程实现超高斯型热源的动态加载,有限元分析得到激光透射连接过程中温度场的分布。结果表明:当激光功率P=40W,焊接速度v=40mm/s时,焊接温度达到333.8℃,焊接强度最高(1.3KN),焊接质量最好;当焊接速度v=10 mm/s时,最高温度达到589.5℃,拉伸强度为0.4KN。当激光功率为40W,焊接速度为100mm/s时,焊接温度达到165.5℃,拉伸强度为0.74KN。焊缝成形的好坏主要与焊接温度有关,可通过选择合适的工艺参数对这些缺陷进行控制。 展开更多
关键词 激光透射焊接 热塑性塑料 有限元分析 温度场 焊接强度
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激光焊接温度场解析计算 被引量:7
10
作者 庄其仁 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第3期247-252,共6页
提出一种激光焊接温度场的解析计算方法 .将激光作用下形成的小孔区域作为均匀吸收介质 ,导出介质热源的功率分布三维解析式 ,以及由该热源引起的无限大薄板的温度场分布解析式 .计算和实验验证该解析式的正确性 ,理论计算和实验结果符... 提出一种激光焊接温度场的解析计算方法 .将激光作用下形成的小孔区域作为均匀吸收介质 ,导出介质热源的功率分布三维解析式 ,以及由该热源引起的无限大薄板的温度场分布解析式 .计算和实验验证该解析式的正确性 ,理论计算和实验结果符合较好 .当小孔深度为零时 ,介质热源即为表面热源 。 展开更多
关键词 激光深熔焊 温度场 解析式 激光焊接 激光热传导焊 解析计算
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深熔激光焊新型热源模型的研究 被引量:5
11
作者 孙钦德 李萌盛 宋荣武 《焊接技术》 北大核心 2010年第12期11-14,共4页
综合考虑激光深熔焊的工艺特点和几何参数,建立了三维锥体热源模型和高斯面热源相组合的热源模型。利用大型有限元分析软件ANSYS的热分析模块及其自带的APDL语言编写数值分析程序,模拟了激光深熔焊的三维瞬态温度场,并与实际的焊接试验... 综合考虑激光深熔焊的工艺特点和几何参数,建立了三维锥体热源模型和高斯面热源相组合的热源模型。利用大型有限元分析软件ANSYS的热分析模块及其自带的APDL语言编写数值分析程序,模拟了激光深熔焊的三维瞬态温度场,并与实际的焊接试验对比分析,结果表明,建立的热源模型能够较好地反映了激光焊的深熔特性,特别是熔池的"螺钉状"结构,为进一步研究激光焊的数值模拟奠定基础。 展开更多
关键词 组合热源模型 激光深熔焊 三维瞬态温度场
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小功率脉冲激光模具修复温度场数值模拟 被引量:2
12
作者 刘立君 王晓鹏 +1 位作者 金海平 李继强 《焊接》 北大核心 2016年第12期50-55,共6页
利用建立的高斯面热源与旋转体热源复合热源模型,在MSC·Marc有限元分析软件中分析计算小功率脉冲激光焊接修复模具中的焊接热过程。提取有限元模拟结果中焊接起始焊接位置与焊接路径中间位置的温度场数据,与实际试验利用热电偶配... 利用建立的高斯面热源与旋转体热源复合热源模型,在MSC·Marc有限元分析软件中分析计算小功率脉冲激光焊接修复模具中的焊接热过程。提取有限元模拟结果中焊接起始焊接位置与焊接路径中间位置的温度场数据,与实际试验利用热电偶配合红外线测温仪测量结果对比分析。有限元模拟软件计算结果与红外线温度传感器测量的实际焊接过程温度场,以及焊缝截面金相照片对比验证相近。建立的复合热源模型可有效描述小功率脉冲激光焊接修复模具过程中的热传导过程,可为小功率脉冲激光焊接在修复模具过程的热传导分析提供数据分析,提高小功率脉冲激光焊接修复模具的质量和使用寿命。 展开更多
关键词 复合热源 脉冲激光焊 有限元模拟 温度场
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基于有限元法的聚碳酸酯激光焊接性能研究 被引量:1
13
作者 钟欢欢 SINGARE Sekou 陈盛贵 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期209-214,共6页
为了揭示焊接参量对焊接质量的影响机理,优化焊接工艺参量,利用超景深显微镜和拉伸试验机对不同功率、焊接速率和材料厚度参量下的焊接强度进行了观察和测试。采用ABAQUS建立3维轴对称物理模型,对焊接过程中的温度分布进行了有限元模拟... 为了揭示焊接参量对焊接质量的影响机理,优化焊接工艺参量,利用超景深显微镜和拉伸试验机对不同功率、焊接速率和材料厚度参量下的焊接强度进行了观察和测试。采用ABAQUS建立3维轴对称物理模型,对焊接过程中的温度分布进行了有限元模拟,并通过正交试验获得了各参量对焊接质量的影响规律。结果表明,激光功率是影响焊接强度的首要因素,其次是焊接速率,材料厚度影响最小;焊接过程中焊接温度越高,焊缝的宽度越大,可能导致熔池材料分解,焊缝中的气泡增多,影响焊接强度。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 有限元分析 温度场 焊接强度
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铝合金激光深熔焊接热过程有限元数值模拟 被引量:3
14
作者 时君伟 胡敏英 《铝加工》 CAS 2009年第4期4-6,共3页
对铝合金5A06筒体纵缝进行激光深熔焊接。建立了该条件下的焊接热源模型,热源模型由沿激光入射方向的旋转高斯体热源构成。使用该热源模型和ANSYS有限元分析软件对前述的试验进行了数值模拟。为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。
关键词 激光深熔焊接 热源模型 数值模拟 温度场
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激光焊温度场研究的现状和趋势
15
作者 刘顺洪 胡良果 李志远 《航空制造技术》 EI 2000年第4期30-31,49,共3页
概要介绍了激光焊温度场的研究现状 ,叙述了现有的模型 ,简述了其计算方法、热源模型以及熔体流动影响等方面的研究 ,最后对激光焊温度场研究的趋势作了预测。
关键词 激光焊接 温度场 数值分析
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激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 被引量:2
16
作者 Sekou Singare 陈盛贵 钟欢欢 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期120-125,共6页
为了研究激光透射焊接塑料过程中温度分布对焊接显微结构和强度的影响,采用ABAQUS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接聚碳酸酯(PC)的三维有限元热分析模型,通过子程序DFLUX和FORTRAN语言编程实现超高斯型热源的动态加载,有限元分析得... 为了研究激光透射焊接塑料过程中温度分布对焊接显微结构和强度的影响,采用ABAQUS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接聚碳酸酯(PC)的三维有限元热分析模型,通过子程序DFLUX和FORTRAN语言编程实现超高斯型热源的动态加载,有限元分析得到激光透射连接过程中温度场的分布。结果表明:当激光功率P=40 W,焊接速度v=40 mm/s时,焊接温度达到333.8℃,焊接强度最高(1.3 k N),焊接质量最好;当焊接速度v=10 mm/s时,最高温度达到589.5℃,拉伸强度为0.4 k N。当激光功率为40 W,焊接速度为100 mm/s时,焊接温度达到165.5℃,拉伸强度为0.74 k N。焊缝成形的好坏主要与焊接温度有关,可通过选择合适的工艺参数对这些缺陷进行控制。 展开更多
关键词 激光透射焊接 热塑性塑料 有限元分析 温度场 焊接强度
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双面激光打底焊根部熔合模拟及组织演变分析 被引量:1
17
作者 吴满鹏 罗震 +2 位作者 李洋 刘丽华 敖三三 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期19-24,I0004,共7页
提出了一种双面摆动激光错位同步焊接新工艺,用于厚板大钝边的自熔打底焊接,开展了不同激光间距下打底焊接试验,建立了双面激光打底焊接有限元模型,获取熔池形貌,并与试验焊缝形貌进行对比验证,在此基础上分析了接头粗晶区的焊接热过程... 提出了一种双面摆动激光错位同步焊接新工艺,用于厚板大钝边的自熔打底焊接,开展了不同激光间距下打底焊接试验,建立了双面激光打底焊接有限元模型,获取熔池形貌,并与试验焊缝形貌进行对比验证,在此基础上分析了接头粗晶区的焊接热过程及组织演变.结果表明,双面摆动激光错位同步焊接可以实现大钝边打底焊缝的良好熔透成形;与单面激光打底焊接相比,双面激光焊接粗晶区800~500℃的冷却时间(t8/5)和800~300℃的冷却时间(t8/3)延长;当激光间距不低于50 mm时,粗晶区发生重新奥氏体化.单面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体,双面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体和板条贝氏体,而且随着激光间距的缩短,板条贝氏体含量逐渐增加;双面摆动激光错位同步焊接利于改善接头性能,降低冷裂倾向. 展开更多
关键词 双面激光打底焊 温度场数值模拟 热过程分析 组织演变
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激光深熔焊熔池形成过程的数值模拟 被引量:6
18
作者 霍厚志 王宏 《机械工程与自动化》 2012年第4期6-8,共3页
建立了用于激光深熔焊数值模拟的新型移动热源模型——圆锥体热源模型,用圆锥体热源模型模拟激光深熔焊时熔池的形成过程。结果显示圆锥体热源模型能够很好地描述能量在试件厚度和试件表面上的传导情况,准确地模拟了熔池的形成过程,得... 建立了用于激光深熔焊数值模拟的新型移动热源模型——圆锥体热源模型,用圆锥体热源模型模拟激光深熔焊时熔池的形成过程。结果显示圆锥体热源模型能够很好地描述能量在试件厚度和试件表面上的传导情况,准确地模拟了熔池的形成过程,得到了与实际焊接很相符的温度场分布。 展开更多
关键词 圆锥体热源模型 激光深熔焊 数值模拟 温度场
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汽车变速箱齿轮CO_2激光焊接热过程的有限元分析及试验验证 被引量:17
19
作者 刘奇先 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第15期148-150,154,共4页
以20CrMnSi低合金钢汽车变速箱双联齿轮的CO2激光焊焊接过程为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,模拟不同热输入下焊缝及邻缝区域的温度场分布,得出最优工艺参数。分析了最优工艺参数下的热循环曲线并进行了焊接试验,得到了和模拟结... 以20CrMnSi低合金钢汽车变速箱双联齿轮的CO2激光焊焊接过程为研究对象,利用SYSWELD有限元分析软件,模拟不同热输入下焊缝及邻缝区域的温度场分布,得出最优工艺参数。分析了最优工艺参数下的热循环曲线并进行了焊接试验,得到了和模拟结果相近的焊缝横截面轮廓,并分析了热影响区的金相组织,验证了所建模型的可靠性。 展开更多
关键词 激光焊 双联齿轮 温度场 有限元分析
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激光焊接汽车双联齿轮温度场和残余应力的有限元预测 被引量:3
20
作者 房晓兰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第11期185-187,190,共4页
基于SYSWELD有限元分析软件,预测了不同离焦量下CO2激光焊接汽车双联齿轮的温度场及残余应力的分布,并对模拟结果进行了分析。数值模拟时,考虑材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响。将模拟结果与前人的相关研... 基于SYSWELD有限元分析软件,预测了不同离焦量下CO2激光焊接汽车双联齿轮的温度场及残余应力的分布,并对模拟结果进行了分析。数值模拟时,考虑材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响。将模拟结果与前人的相关研究结果进行了比较,验证了热源模型和网格模型的合理性,模拟结果基本可信。 展开更多
关键词 激光焊 双联齿轮 有限元分析 温度场
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