线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响

利用有限元分析和实验测试,研究了TC4钛合金平板激光焊接线能量对变形和残余应力的影响规律,并通过焊缝金相实验分析了线能量与焊接残余应力和变形的内在关系。结果表明:钛合金激光焊接产生的纵向残余拉伸应力约为700MPa^850MPa,而横向残余拉伸应力只有50MPa^80MPa。激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低,而横向残余应力随线能量的增加而升高。在临界焊透规范以上焊接时,角变形随线能量的增大而减小,但横向收缩变形增大。试件被完全穿透焊接时,线能量对角变形的影响作用降低。

TC4钛合金激光焊接应力变形有限元分析

基于AN SY S有限元分析软件,采用三维移动热源,对TC 4钛合金激光焊接残余应力和变形进行了数值模拟和实验研究。结果表明:钛合金激光焊接产生很大的纵向残余应力,而横向残余应力较小。激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低;而横向残余应力随线能量的增加而升高。在临界焊透规范以上焊接时,随焊接线能量的增大,角变形随之而减小,而横向收缩变形增大。焊件被完全穿透时,线能量对角变形的影响作用降低。钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算结果吻合性较好。通过焊缝金相实验分析了焊接残余应力和变形与线能量的内在关系。