刘翔宇

(承德石油高等专科学校 工业技术中心，河北　承德　067000)



工艺参数对TIG焊接温度场影响规律的有限元模拟

刘翔宇

(承德石油高等专科学校 工业技术中心，河北承德067000)

摘要：针对奥氏体不锈钢0Crl8Ni9的TIG焊接过程，建立了相应的数学模型和物理模型，并基于ANSYS平台进行有限元计算，分析了焊接速度、焊接电流和电弧电压等工艺参数对焊接温度场的影响规律。结果表明，在其他条件一定的情况下，焊接电流和电弧电压直接影响焊接热输入，进而对焊接热循环的峰值温度影响显著。焊接速度仅对熔合区和热影响区的峰值温度有较大影响，但对母材其他部位的影响较小。

关键词：焊接工艺参数；温度场；有限元法；TIG 焊接；ANSYS

电弧焊是一个涉及传热、冶金和力学的复杂过程，焊接质量受到很多因素的影响，如焊接时电磁场分布、传热、传质过程、金属的熔化与相变、焊接应力与变形等等。数值模拟技术的出现，使焊接生产朝着“理论计算—数值分析—实际生产”的模式发展，焊接技术正在发生着由经验到科学、由定性到定量的飞跃[1]。由于温度对材料力学性能有显著影响，因此对残余应力、焊接变形以及裂纹等缺陷的精确预测，必须建立在对电弧焊三维瞬态温度场的准确计算的基础上[2]。本文以奥氏体不锈钢0Crl8Ni9的TIG焊接过程为例，采用ANASYS模拟软研究了焊接工艺参数对焊接温度场的影响规律。

1温度场分析数学模型

焊接过程属于非线性瞬态导热过程，随着温度的变化，材料的热物性参数会发生急剧变化。……