【摘 要】
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在力学性能不均匀环境下,采用Ansys软件,结合试验对激光焊接热效应进行了研究.通过Ansys对单纯激光熔覆、激光-感应复合熔覆应力场进行模拟,应力可减小3/4;但在激光-感应符合熔覆应力场中,由于某种程度上也会促使熔覆的效率出现大幅提升,导致存在感应现象,进而会造成激光区域位置的冷却效果和作用出现大幅降低和减缓趋势,温度不易降低,试验所受热影响区域范围面积会增大,使熔覆速度加快.在加感应后,温度随着冷却进行,其最高值在工件中心位置出现,并不在熔覆层出现,原因是在该位置处是冷却作用的最后反应位置,因而会存
【机 构】
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盐城幼儿师范高等专科学校,江苏盐城224005;盐城师范学院物理与电子工程学院,江苏盐城224002;南京林业大学信息科学技术学院,江苏南京210037
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在力学性能不均匀环境下,采用Ansys软件,结合试验对激光焊接热效应进行了研究.通过Ansys对单纯激光熔覆、激光-感应复合熔覆应力场进行模拟,应力可减小3/4;但在激光-感应符合熔覆应力场中,由于某种程度上也会促使熔覆的效率出现大幅提升,导致存在感应现象,进而会造成激光区域位置的冷却效果和作用出现大幅降低和减缓趋势,温度不易降低,试验所受热影响区域范围面积会增大,使熔覆速度加快.在加感应后,温度随着冷却进行,其最高值在工件中心位置出现,并不在熔覆层出现,原因是在该位置处是冷却作用的最后反应位置,因而会存在部分压应力,而该压应力参数大小可通过应力场计算求解得到.与实测温度曲线相比较,在红外温度监控系统测温范围为400～1 200℃时,模拟温度曲线和其具有较好的一致性.与单纯激光相比,熔覆激光-感应复合熔覆熔池在高于500℃时,其存在时间显著变长,从原来1.5 s延长到60 s以上,明显缓解了剧冷剧热现象.在深度方向上,应力分布具有一定的规律,熔覆层和基材材料不同造成线膨胀系数存在差异.随深度增加,应力降低,通过温度场分布可知,工件中心为其最后冷却部位.
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基于Ansys Workbench软件平台,采用热弹塑性有限元法对304不锈钢激光电弧复合焊接试验进行数值模拟,数值计算得到的残余应力及热变形结果与焊接工艺试验结果吻合.分析不同激光功率下温度场与结构场的变化,研究激光功率对复合焊接热变形及残余应力的影响.结果表明:激光功率对复合焊接的最大变形量以及残余应力峰值有影响,激光功率越大,304不锈钢最大变形量以及残余应力峰值越大.由于激光热源的能量输入比较集中,激光功率对热变形及残余应力的分布状态影响不明显.
研究基于经验工艺参数得到的激光立体成形TC21钛合金沉积态试样中原始β晶粒形貌及其织构特征,分析了激光立体成形工艺在高性能金属材料加工中的应用.结果表明:激光立体成形TC21钛合金宏观组织属于典型外延生长柱状β晶粒,纤维织构特征比较明显;在沿沉积高度方向上,α相尺寸、形貌、体积分数等有显著不均匀性存在,表明TC21钛合金中α相析出对成形过程热历史更敏感.在β相向α相转变时,有变体选择现象发生.在不加干预时,沉积试样位置不同,则热历史不同.因沉积试样底部温度较低,冷却速度较快,试样温度升高时,α\'相分
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