CO2气体保护焊三维温度场模拟与分析

"CO2气体保护焊温度场的三维数值模拟与分析 (2012年)" 本文主要探讨了CO2气体保护焊的温度场三维数值模拟，采用了商业软件ANSYS的二次开发语言，并选用适合此类焊接工艺的双椭球热源模型。在研究中，作者构建了一个Y型坡口的两块钢板对接多层多道焊模型，以模拟实际焊接过程中的温度分布规律。通过比较三种不同的"单元生死"技术，即控制单元在模拟过程中的激活与消除，作者验证了逐步、逐层激活焊缝单元这一方法的必要性。 在模拟过程中，研究者得到了在不同时间点的温度场分布，这些结果有助于理解焊接过程中及焊接后焊件的组织结构、性能变化以及残余应力的情况。具体来说，他们绘制了典型位置的热循环曲线，这些曲线能够揭示焊接过程中的温度变化规律，从而为预测焊接过程中的各种物理现象提供了依据。 焊接温度场的精确模拟对于理解和预测焊接应力、变形、相变等现象至关重要。自20世纪70年代以来，有限元法已经被广泛应用于焊接过程的数值模拟。文章引用了国内外的研究实例，如西安交通大学早期的薄板焊接温度场计算，山东大学关于相变潜热问题的研究，以及美国南卫理公会大学关于激光-GMA混合焊接的温度场和应力场模拟。 作者自行编写的子程序能够模拟多层多道焊中的材料填充和热源移动，这对于理解和优化CO2气体保护焊的工艺参数具有重要意义。通过这种模拟，可以更准确地预估实际焊接操作中的温度动态，进而改进焊接工艺，提高焊接质量和效率。 这项工作为理解和控制CO2气体保护焊的温度场提供了重要的理论基础和实践指导，对焊接工程领域的研究和技术进步具有积极的推动作用。其研究成果可以应用于焊接工艺设计、焊接设备的改进以及焊接质量的控制，对于减少焊接缺陷、优化生产流程具有实际应用价值。