不锈钢激光焊温度场的建模与仿真

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不锈钢激光焊温度场的建模与仿真

韩国明, 李建强, 闫青亮

文章导航 > 焊接学报 > 2006 > (3): 105-108

韩国明, 李建强, 闫青亮. 不锈钢激光焊温度场的建模与仿真[J]. 焊接学报, 2006, (3): 105-108.

引用本文:

韩国明, 李建强, 闫青亮. 不锈钢激光焊温度场的建模与仿真[J]. 焊接学报, 2006, (3): 105-108.

HAN Guo-ming, LI Jian-qiang, YAN Qing-liang. Modeling and simulating of temperature field of laser welding for stainless steel[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2006, (3): 105-108.

Citation:

HAN Guo-ming, LI Jian-qiang, YAN Qing-liang. Modeling and simulating of temperature field of laser welding for stainless steel[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2006, (3): 105-108.

不锈钢激光焊温度场的建模与仿真

天津大学材料科学与工程学院, 天津 300072

Modeling and simulating of temperature field of laser welding for stainless steel

School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

摘要: 利用有限元软件ANSYS对304不锈钢激光焊温度场的分布进行了动态模拟。分析了材料热物理参数的温度相关性、熔化潜热、对流及辐射对激光焊接温度场的影响,建立了激光焊接组合体移动热源模型。针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非常小的特点,采用了过渡单元建模及逐步加载和求解的措施。为了保证节点选取的精确程度,在加载过程中采用了余量控制法。仿真结果表明,模拟得到的焊缝形状与实际焊缝形状基本吻合;等温线呈椭圆形,在移动热源的前方等温线密集,温度梯度较大,热源后方的等温线较稀疏,温度梯度小;激光焊接时熔池表面附近的金属蒸气最高温度可达13332℃。
- 不锈钢 /
- 激光焊 /
- 温度场 /
- 数值模拟
Abstract: Temperature field of laser welding stainless steel 304 was dynamically simulated with finite element analysis software-ANSYS.Effects of temperature correlation of the physical parameters of material,latent hear of fusion,convection and radiation on the temperature field of laser welding were analyzed.In view of the characters of laser welding,a heat source combined the body loads were designed.Considering the high non-linear of the solution and the small focal diameter,a serial of measures were adopted,such as modeling with pyramid,stepped loading and solution.In the load history,an over-measure control method was taken to ensure the precision of nodal selection.It was shown that the simulation results of weld shape were in accordance with the experimental results,the isotherms looked like ellipse and were dense at the head of the moving heat source.And the temperature gradient was high at the head of the heat source.But at the end of the moving heat source the isotherms were sparse and the temperature gradient was low.Temperature near the surface of the weld pool was the highest,and up to about 13 332℃.
- stainless steel /
- laser welding /
- temperature field /
- numerical simulation

[1]	江旭东1,黄俊1,周琦1,王克鸿1,孙宏宇2. 铝-铜异种材料对接搅拌摩擦焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2018, 39(3): 16-20. doi: 10.12073/j.hjxb.2018390060
[2]	胥国祥,潘海潮,王加友. 摇动电弧窄间隙GMAW焊温度场数值分析模型 . 焊接学报, 2017, 38(10): 55-60. doi: 10.12073/j.hjxb.20151210001
[3]	李美艳, 韩彬, 蔡春波, 王勇, 宋立新. 激光熔覆镍基合金温度场和应力场数值模拟 . 焊接学报, 2015, 36(5): 25-28,32.
[4]	胡磊, 王学, 孟庆云, 肖德铭, 王鹏飞, 严正, 张永生. 9%Cr钢厚壁管道局部焊后热处理温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2015, 36(12): 13-16,21.
[5]	杜岩峰, 白景彬, 田志杰, 李劲松, 张彦华. 2219铝合金搅拌摩擦焊温度场的三维实体耦合数值模拟 . 焊接学报, 2014, 35(8): 57-60,70.
[6]	周广涛, 郭广磊, 方洪渊. 激光诱导焊接温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2014, 35(7): 22-26.
[7]	张磊, 秦国梁, 张春波, 赵玉珊, 周军. 钢管径向摩擦焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2013, (11): 32-36.
[8]	邢淑清, 郝飞, 闫波, 麻永林. DP590钢两道次焊接温度场数值模拟与试验验证 . 焊接学报, 2012, (12): 81-84.
[9]	张伟, 齐铂金, 许海鹰. 导管安装感应钎焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2009, (5): 73-76.
[10]	李永强, 赵贺, 赵熹华, 蒋文虎, 张伟华. 铝合金LB-RSW焊接中RSW温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2009, (4): 29-32.
[11]	董晓强, 张洪兵, 刘勇, 张忠礼. 钢基模具喷涂层温度场和应力场模拟分析 . 焊接学报, 2007, (11): 61-64.
[12]	熊智军, 李永强, 赵熹华, 李民, 张伟华. 热压条件下激光深熔焊接温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2007, (8): 41-44.
[13]	余淑荣, 熊进辉, 樊丁, 陈剑虹. 异厚度铝合金薄板激光拼焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2007, (5): 17-20.
[14]	雷玉成, 郁雯霞, 李彩辉, 程晓农. 不预热情况下的紫铜TIG焊熔池温度场的数值模拟 . 焊接学报, 2006, (5): 1-4.
[15]	黄瑞生, 刘黎明, 迟鸣声. 镁合金激光-TIG焊接温度场的红外测量与数值模拟 . 焊接学报, 2006, (10): 89-93.
[16]	杜汉斌, 胡伦骥, 王东川, 孙成智. 激光穿透焊温度场及流动场的数值模拟 . 焊接学报, 2005, (12): 65-68,100.
[17]	孟庆国, 方洪渊, 徐文立, 姬书得. 考虑金属逐步填充的多道焊温度场数值模拟 . 焊接学报, 2004, (5): 53-55,59.
[18]	刘仁培, 董祖珏, 魏艳红. 不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟模型的建立 . 焊接学报, 1999, (4): 238-243.
[19]	邹增大, 王新洪, 曲仕尧. 白口铸铁焊补温度场的数值模拟 . 焊接学报, 1999, (1): 24-29.
[20]	魏艳红, 刘仁培, 董祖珏. 不锈钢焊接凝固裂纹温度场的数值模拟 . 焊接学报, 1999, (3): 199-204.

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 187
HTML全文浏览量: 6
PDF下载量: 84
被引次数: 0

不锈钢激光焊温度场的建模与仿真

天津大学材料科学与工程学院, 天津 300072

收稿日期: 2005-01-01

关键词:

摘要: 利用有限元软件ANSYS对304不锈钢激光焊温度场的分布进行了动态模拟。分析了材料热物理参数的温度相关性、熔化潜热、对流及辐射对激光焊接温度场的影响,建立了激光焊接组合体移动热源模型。针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非常小的特点,采用了过渡单元建模及逐步加载和求解的措施。为了保证节点选取的精确程度,在加载过程中采用了余量控制法。仿真结果表明,模拟得到的焊缝形状与实际焊缝形状基本吻合;等温线呈椭圆形,在移动热源的前方等温线密集,温度梯度较大,热源后方的等温线较稀疏,温度梯度小;激光焊接时熔池表面附近的金属蒸气最高温度可达13332℃。

English Abstract

韩国明, 李建强, 闫青亮. 不锈钢激光焊温度场的建模与仿真[J]. 焊接学报, 2006, (3): 105-108.

引用本文:

韩国明, 李建强, 闫青亮. 不锈钢激光焊温度场的建模与仿真[J]. 焊接学报, 2006, (3): 105-108.

HAN Guo-ming, LI Jian-qiang, YAN Qing-liang. Modeling and simulating of temperature field of laser welding for stainless steel[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2006, (3): 105-108.

Citation:

HAN Guo-ming, LI Jian-qiang, YAN Qing-liang. Modeling and simulating of temperature field of laser welding for stainless steel[J]. TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION, 2006, (3): 105-108.

全文HTML

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回