文档介绍：第29卷增刊 2以n年6月 d. A29 June. Suppl 2002 中国激光 CHINESE JOURNAL OF LASERS 文章编号:0258-7025 (2002) Suppl-t-0558-03 激光深熔焊接热模型及温度场计算‘张永强‘王成‘彭云‘陈武柱1张旭东‘田志凌2 I'_清华烨撇工程系,北京1000叫、‘北京钢铁研究总院,北京100081) 提要激光焊接热循环对焊接接头的性能影响至关重要。考虑等离子体对工件表面的作用以及小孔内等离子体对徽光能It的吸收,建立了点热百和逐渐衰减的线热源相至加的数学模型,其中对线热稼采用了分层处理技术。利用模型对低碳钢的激光焊接进行了求解,并将计算与实测的结果进行了对比。计算与实侧结果显示二者有较好的近似性。关锐润激光探熔焊,热循环,热源模型,分层处理,温度检侧中圈分类号TG456. 7 文献标识码A Heat Source Model and Thermal Field Calculation of Laser Deep ration Welding ZHANG Yong-cliang' WANG Cheng' ZHANG Xu-dong' Drpartrnent of Abchanical Engineering, PENG Yun' CHEN Wu-zhu' TIAN Zhi-ling2 二如召huaUnip勺,a****ing Central Iron and Steel Resrnrch Institute,及承ng 100081100084 Abstrad Thermal cycle greatly influences the and mechanical properties of laser welded joint. Taking 1引言激光深熔焊接时,接头的性能除了与材料本身的焊接性有关外,很大程度上取决于焊接工艺参数或者说焊接热循环的影响。然而由于激光焊接具有极高的加热和冷却速度以及很窄的加热范围,到目前为止国内外在傲光焊接热循环的计算及实时检侧方面公开发表的研究报告很少,缺乏令人满意的实验研究数据[U1 本文采用点热源和逐渐衰减的线热源相登加的激光深熔焊接模型,对焊接热循环进行计算;并将计算结果与实验结果进行对比,证明此方法的可行性。 2热源数学模型激光深熔焊接过程中,通常伴有极高温度的光致等离子体出现,高温的等离子体对焊接工件有强烈的加热作用,使材料表面熔化区扩大。在使用轴向保护气体条件下,等离子体一般都被控制在小孔妇a- oddlc\ weld bead 朴国家重点基础研究发展规划(973)(G1998061500), 清华大学985基金(012-101050)资助课题。图1高温等离子体作用示意图 Fig. l Effect of high tenpeature plasma 张永强等:激光深熔焊接热模型及温度场计算开口处,此时高温等离子体可视为一个点状热源川作用在工件的上表面,如图1所示。其余的能量由小孔壁以及等离子体蒸汽柱吸收,这种加热模式看作为线热源模型川。假定材料热物理特性与温度无关,则可将点热源和线热源各自的温度场解析表达式直接相加而得到工件的温度场计算式。在高速连续移动的激光束