【摘 要】
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激光深熔焊是利用高能量密度的激光热源高度聚焦来熔合金属的一种先进连接技术,其焊接热源具有快速瞬态、局部、高度集中的热输入特点,是引起热影响区组织、性能的极不均匀和
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激光深熔焊是利用高能量密度的激光热源高度聚焦来熔合金属的一种先进连接技术,其焊接热源具有快速瞬态、局部、高度集中的热输入特点,是引起热影响区组织、性能的极不均匀和残余应力以及焊接变形的根本原因.开展激光深熔焊三维瞬态温度场数值模拟的研究对于揭示激光深熔焊机制以及焊接过程中的诸多物理现象,促进激光深熔焊接技术的发展与应用具有重要的理论和工程实际意义.该文重点对激光深熔焊的机理、热源模型及其温度场的数值模拟等问题进行了系统研究.从激光和物质相互作用的机理,探讨了激光深熔焊的传热机制,分析了焊接过程中发生热效应现象,确定了研究热场温度的方法——激光焊接热场的问题遵循热传导规律,研究了各种求解激光焊接温度场的控制方程,建立了激光深熔焊三维瞬态温度场的有限元本构方程.根据激光束的特性和激光深熔焊的特征,通过研究分析几种热源模型,建立了适合于激光深熔焊的双体热源模型以及评价激光深熔焊热源模型的准则,确定了热源模型的各种参数选取方法.在ANSYS有限元软件平台上应用所建立的热源模型进行了大量的数值模拟,应用APDL语言编程求解了熔池的精确的几何尺寸以及获得了所需的各种数据,分析了各参数对模拟计算结果的影响,通过钛合金T型接头结构件激光焊接实验验证所建立的热源模型的合理性.
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