一种改善车用6系铝合金激光焊对接接头下塌及接头软化的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种改善车用6系铝合金激光焊对接接头下塌及接头软化的工艺方法，旨在改善接头成型差、接头软化，提高接头机械性能，属于薄板激光焊接技术领域，适用于焊接工艺的制定与质量控制。发明专利技术通过完善组织模拟模型，建立了宏观焊接工艺

【技术实现步骤摘要】
一种改善车用6系铝合金激光焊对接接头下塌及接头软化的工艺方法


[0001]本专利技术涉及铝合金激光焊接领域，具体涉及熔池凝固过程的组织模拟以及焊接工艺优化。

技术介绍

[0002]车用6061铝合金激光焊后易出现焊缝未焊透、下塌等成型问题，以及气孔率高、机械性能下降等使用安全性问题，因此提高接头成型及性能具有非常现实和重要的意义。传统基于大量实验和经验进行工艺优化的方法，浪费人力物力财力，且无法实现精准定量控制，通过建立准确的组织预测模型，进一步建立宏观焊接参数
‑
组织演化微观参数
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机械性能的定量关系，提前模拟预测新工艺下接头机械性能，辅以试验验证，是目前最有效的研究有段之一。
[0003]焊接接头组织模拟是一项考虑多物理场多重作用下，涉及宏微观空间尺度、时间尺度的巨大研究工程，难度非常大。准确得组织预测模型能够更加真实反映工艺对组织的影响规律，以往的焊接微观组织模拟工作侧重热质物理场耦合下的晶粒演化模拟，考虑流场下全熔池全周期下的组织演化尚未见报导，组织预测模型有待进一步优化完善。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善车用6系铝合金激光焊对接接头下塌及接头软化的工艺方法，其特征在于步骤为：S1：构件温度场三维有限元模型建立及求解；S2：熔池内部连续形核模型的建立及求解；S3：考虑溶质对流扩散及枝晶前沿S/L界面溶质再分配的溶质场微观模型建立及求解；S4：枝晶尖端生长速度模型建立及求解；S5：薄板铝合金激光焊接工艺设计及试验开展；S6：定量预测模型的建立及试验验证。2.如权利要求1所述的一种改善车用6系铝合金激光焊对接接头下塌及接头软化的工艺方法，其特征在于：步骤S3中考虑溶质对流扩散及溶质再分配的溶质场分布微观模型的建立，溶质场分布扩散方程采用空间中心差分，时间向前差分的差分格式进行离散，离散公式的编程及迭代求解基于IVF(Intel Visual Fortran)平台迭代求解；熔池内部金属液体热质流的耦合采用顺序耦合的方式，分为传热和流动的耦合和流动和传质的耦合；在步骤S1计算得到宏观温度场后，通过双线性插值法对宏观节点温度进行时空的微观映射，为流体流动奠定温度梯度驱动条件；基于温度分布，对微观速度的求解采用格子玻尔兹曼方法求解，速度控制方程为：其中，速度是在流体表面激光冲击力及温度梯度导致的马兰戈尼对流驱动下产生的，因此源项F
α
(x，t)是离散宏观热浮力得到的，流体表面激光冲击力体现在边界分布函数的设定；源项F
α
(x，t)的离散公式为：式中，F是温度梯度造成的流体浮力，根据Boussunesq假设F的表达式为：F＝
‑
β(T
‑
T0)g
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(3)将公式(3)和公式(2)带入公式(1)计算每个时间步下计算域的速度分布；基于微观速度分布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏艳红，蔡佳思，刘湘波，王猛，龙金卫，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：