電子束焊接的數(shù)值模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證

電子束焊接是一種高效、精確的焊接，現(xiàn)在已越來越多地被應(yīng)用于制造產(chǎn)業(yè)。相比其它焊接工藝，由于電子束焊接可將更低更集中的熱量沿著焊接線輸入，減少了電子束焊接的變形和殘余壓力，所以電子束焊接的應(yīng)用范圍變得越來越廣泛。

對(duì)電子束焊接過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)其試驗(yàn)工作進(jìn)行了校準(zhǔn)和驗(yàn)證。使用內(nèi)部的多物理有限元軟件對(duì)電子束焊接過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，考慮電子束焊接數(shù)值模擬過程中熱的相互作用和機(jī)械冶金現(xiàn)象，試驗(yàn)結(jié)合傳熱過程對(duì)壓力進(jìn)行分析，以最大限度地提高數(shù)值模擬分析的準(zhǔn)確度。同時(shí)，新設(shè)計(jì)了一個(gè)特設(shè)移動(dòng)熱源，用以模擬電子束焊接后工件上積存熱量的分布及吸收狀態(tài)，并通過工件邊界熱傳導(dǎo)和熱輻射的方式消散熱量。介紹了電子束焊接機(jī)、真空室的特點(diǎn)和相應(yīng)的操作設(shè)置，并將TitaniumalloyTi6A14V材料設(shè)定為該試驗(yàn)的目標(biāo)材料。

利用熱電偶測量了焊接件的溫度變化，同時(shí)分析了測量焊接件變形情況和殘余應(yīng)力，對(duì)數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了方法的有效性。應(yīng)用結(jié)果表明，所提出的數(shù)值模擬方法可為焊接的需求確定合適的焊接結(jié)構(gòu)。

刊名：Finite Elements in Analysis and Design（英）

刊期：2016年第121期

作者：M.Chiumenti et al

編譯：劉瑞琦