本文建立了薄板焊接有限元模型，采用高斯热源并利用ansys软件对焊接过程做了模拟。计算表明，焊接后的最大的残余应力分布在焊缝处，这为实际的焊接过程控制提供了一定的指导。
图1平板焊接的有限元模型图2有限元模型中考察的点
为了研究焊接过程中，薄板的温度场和应力场变化的规律，本文选取了图2所示的8个考察点1到4点为焊缝中心的点；5到8点为到焊缝一定距离的点。焊接参数如下:电弧电压U=15V;焊接电流I=1580A;焊接速度v=10m/s；焊接热效率η=0.6;电弧有效加热半径R=3E-3m。焊接材料为低碳钢其材料性能如表所示:
其热计算和应力计算结果如下：
图30.2s时刻的温度场云图图45s时刻的温度场云图
图510s时刻的温度场云图图620s时刻的温度场云图
图7500s时刻的温度场云图图81000s时刻的温度场云图
图130.2s时刻的等效应力云图图145s时刻的等效应力云图
图1510s时刻的等效应力云图图1620s时刻的等效应力云图
图17500s时刻的等效应力云图图181000s时刻的等效应力云图
图13到图18给出了不同时刻薄板的热应力云图，由图13可知，在焊接开始时最大的热应力发生在热源处，从图14可知在焊接过程中的由于热源中心处的温度超过了金属溶点因此此处的应力为0即为溶池。这一定也是符合实际的。从图21和22可以看出，最后的残余应力的分布规律为焊缝出最大，两个角点最小，并且从焊缝到一边呈下降趋势。
4结论由以上分析和计算可得出以下结论：（1）使用ansys可以很好的模拟焊接这个复杂的过程。（2）在焊接过程中最高温度随热源不断移动，且和热源的速度有一定的关系。（3）残余的应力在焊缝处最大，这对实际工程是不利的，因此在实际工程中要加以控制。
THE END