CO2气体保护焊温度场及焊缝成形的有限元分析.pdf

第49卷第14期 机械工程学报 V01．49NO．14 201 3年7月 Jul． 2013 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING DoI：10．3901，JME．2013．14．080 C02气体保护焊温度场与焊缝成形的有限元分析木 赵 明 罗德通王海燕 (中国石油大学(华东)机电工程学院青岛266580) 摘要：运用大型有限元软件ANSYS分析C02气体保护焊接热过程，基于焊接试验结果在前处理器中建立焊缝余高的实体模 型，在求解器中采用生死单元技术处理余高。对比不考虑余高、考虑余高但将熔化极焊接简化为非熔化极焊接、采用生死单 元技术处理余高三种情况下焊接温度场和熔池形状的数值分析结果表明，占母材体积不足3％的余高对整个焊接温度场分布 有明显影响，尤其是对熔池形状以及高温区的分析精度。并采用两种方案(调整热流集中参数和采用三维双椭球体积热源分 布模式)进一步提高数值分析精度。通过数值分析结果与焊接试验结果的比较，得出三维双椭球体积热源分布模式可有效提 高薄板熔化极焊接热过程数值分析精度。通过对常规熔化极焊接温度场与焊缝余高的探讨，可为大厚度工件多层多道焊接热 过程的数值分析奠定基础。 关键词：焊缝余高生死单元技术高斯热源双椭球热源 中图分类号：TG444 Element on FieldandWeldProfileof Finite AnalysisTemperature CarbonDioxideGasShieldedArc Welding ZHAO LUO WANG Ming Detong Haiyan ofMechanicalandElectronic University 266580) (College Engineering，ChinaofPetroleum，Qingdao Abstract：Thefiniteelement softwareANSYShasbeen tocalculatethethermal inthecarbondioxide analysis applied process gas arC solidmodelofweldreinforcementin basedon results．andthe shielded iSmade welding．The Preprocessorexperimental ofelementbirthanddeathisusedtodealwiththeweldreinforcement．whichare takenas“dead”elementsfirstand technique totally areactivated inSolution theresultsforthreedifferent theweld step cases(withoutconsidering stepby Processor．Comparing accountoftheweldreinforcementbut the asanon·consumableelectrode reinforcement，takin