DP1000鋼薄板激光焊接過程的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、DP1000鋼薄板薄板激光焊接過程激光焊接過程的數(shù)值模擬與分析數(shù)值模擬與分析NumericalsimulationanalysisoflaserweldingfDP1000steelsheet學(xué)科專業(yè)：材料加工工程研究生：李笑雨指導(dǎo)教師：王立君教授天津大學(xué)材料學(xué)院二零一三年十二月摘要節(jié)能、安全和環(huán)保是當(dāng)今世界汽車發(fā)展的主題。高強鋼和超高強鋼，特別是兼顧良好碰撞吸能和成形性能的雙相（DP）鋼的應(yīng)用日益增加。這類鋼既能保證車身的安全性能，又

2、能顯著降低車身的重量，如今已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)商廣泛使用的特殊材料。激光焊接能夠保持高強鋼較高的強度，防止較大的變形，因此激光焊接在高強鋼中的應(yīng)用日益廣泛。數(shù)值模擬與仿真在焊接過程的研究中發(fā)揮著不可替代的作用，可以縮短實驗周期，降低實驗成本，提高效率，對焊接工藝的制定與分析有一定的理論指導(dǎo)意義。本文采用計算流體動力學(xué)軟件FLUENT對DP1000薄板激光焊接熔池溫度場與流場的分布規(guī)律和影響因素進(jìn)行了數(shù)值分析，采用旋轉(zhuǎn)高斯曲面體模擬激光熱輸入

3、，模擬計算的熔池形貌與實際焊縫吻合良好。模擬中特別研究了所用夾具的銅基座對溫度場及熔池形態(tài)的影響。結(jié)果表明，銅基座對焊件有較強的熱擴(kuò)散作用，會降低熔池的最高溫度，減小焊縫尺寸。另外，研究發(fā)現(xiàn)，DP1000鋼薄板焊接的熔池流動主要由重力差異引起的浮力驅(qū)動，熔池最大流動速度的數(shù)量級為mms。對DP1000薄板焊接接頭進(jìn)行維氏硬度測試，熱影響區(qū)硬度最多比母材下降約70HV0.2。為了進(jìn)一步分析其熱影響區(qū)明顯的軟化現(xiàn)象，應(yīng)用ANSYS的APDL