本文關(guān)鍵詞：金屬堆焊成型三維溫度場及應(yīng)力場數(shù)值模擬與分析　出處：《新疆大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：金屬堆焊成型技術(shù)是近年來加工制造領(lǐng)域的一次重大突破,很快引起了高度關(guān)注。該技術(shù)具有成型效率高、生產(chǎn)成本低、成型路徑靈活的優(yōu)點,且由金屬材料直接堆焊成型的零件組織致密,綜合力學(xué)性能較好。但成型過程溫度變化劇烈,多次重復(fù)加熱會影響層間應(yīng)力及冶金結(jié)合強度,使得多道堆焊過程應(yīng)力分析復(fù)雜,變形難以預(yù)測。本文建立了以GMAW弧為熱源,金屬焊絲作為填充材料的單道墻分析模型,得到了堆焊過程溫度場、應(yīng)力變形場數(shù)值模擬結(jié)果,對成型過程影響因素進行了分析和研究。通過有限元模擬得到了單道10層堆焊過程的溫度場和應(yīng)力變形場。由焊接件整體溫度云圖觀察焊接熔池形貌特征和堆焊過程中的熱量累積,分析不同部位熱循環(huán)曲線,得到焊接過程的溫度梯度和變化速率。對焊接過程溫度場進行了紅外熱成像儀實驗驗證,實際加工時的焊接熔池形貌、熱影響區(qū)及熱循環(huán)曲線與模擬時的基本吻合,證明了熱源模型和冷卻系數(shù)的正確校核。通過探究層間應(yīng)力的演化過程和變形規(guī)律,分析了堆焊過程中后層成型時對前層應(yīng)力的影響,得到了焊后殘余變形的主要部位和變形趨勢。基于數(shù)值模擬結(jié)果并結(jié)合堆焊實驗對成型過程影響因素進行了研究。隨堆焊速度減小,熔焊區(qū)縱向拉應(yīng)力越小,橫向拉應(yīng)力越大。焊接速度的減小可降低收弧處的殘余應(yīng)力,因此在收弧處可降低焊接速度。焊接過程中必須設(shè)置層間等待時間,否則會因溫度累積過高而成型較差,隨等待時間的延長焊接變形有減小的趨勢,等待時間對應(yīng)力的影響不大。交錯式往返堆積路徑不僅大大降低了殘余應(yīng)力,還降低了焊縫區(qū)起弧和收弧處的變形,該路徑下成型效果較好。焊接變形受約束數(shù)量和約束位置的共同影響,合理布局約束可改善焊接成型質(zhì)量。
[Abstract]:This paper analyzes the influence factors of welding process temperature field and stress deformation field , and analyzes the influence factors of welding process temperature field and stress deformation field .

【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG455

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1399047