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激光焊接中的温度场与应力分析激光焊接是当前一种应用广泛的金属焊接技术，它具有结构紧凑、能耗低、工作稳定等优点。
而激光焊接中的温度场分析和应力分析则是保证激光焊接连接强度和质量的重要技术手段。
本文就激光焊接中的温度场和应力分析进行了深入探讨。
一、激光焊接中的温度场分析在激光焊接中，由于热源本身具有高的温度和较小的热影响区，所以焊接过程中产生的热量主要作用在局部的焊缝上。
在焊接过程中，由于材料的物理性质和热传递速率的不同，会在焊缝上形成不同的温度场。
为了分析并控制激光焊接中的温度场，需要运用有限元分析等方法进行模拟计算，得出焊缝温度分布曲线。
激光焊接中的温度场分析有利于确定焊接过程中的温度控制参数，从而保证焊接质量。
常见的温度控制参数包括激光功率、焊接速度、预热温度等，这些参数的优化和控制可以使得焊接质量更为稳定，同时也可以有效降低成本。
二、激光焊接中的应力分析激光焊接中的应力主要来自于焊接过程中的热冲击和材料内部应力的释放。
在焊接过程中，由于局部高温和快速冷却的作用，会使得焊件发生热变形，从而产生应力。
应力分析是为了控制焊接质量和避免铆接开裂等异常情况出现而进行的重要分析方法。
应力分析需要考虑到焊缝的几何形状、材料的物理性质、热传导、膨胀系数等因素，这些因素共同决定了焊接过程中的应力分布。
最常用的应力分析方法是有限元法，通过建立焊接模型，输入激光功率、焊接速度、预热温度等参数，得到局部应力变化规律，进而预测焊缝的应力分布，并指导焊接工艺优化。
三、激光焊接的应用激光焊接由于其高效、快捷、节能的特点，近年来已经广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域的生产制造过程中。
例如，汽车发动机缸头、汽车轮毂、机械结构件等均采用激光焊接工艺制造。
同时，激光焊接也被广泛应用于高新技术领域，例如微电子封装、薄膜材料加工等领域。
激光焊接的应用需要依靠温度场和应力分析，保证焊接质量、连接强度和可靠性。
同时，激光焊接还需要在实际应用场景中不断进行工艺优化和改进，以适应新材料和新领域的应用需求，推动激光焊接技术的发展。
焊接过程中的温度场模拟及其优化焊接是一种热加工方法，通过热源将金属加热到熔化状态，使得两个金属材料在熔池的作用下相互融合，从而形成一个整体。
然而，焊接过程中的高温和温度梯度对材料的组织和性能产生了很大的影响。
因此，温度场模拟和优化是保证焊接接头质量的关键所在。
一、焊接温度场模拟的原理和方法温度场模拟是利用计算机数值分析方法，对焊接过程中材料受热冷却的过程进行模拟，以求得焊接接头的温度分布、热应力和变形等信息。
在焊接过程中，热源会产生高温，材料受热后产生热量逐渐扩散到材料周围，直至热量逐步消散。
因此，要进行温度场模拟首先需要建立完整的三维模型，并设定良好的热源参数、材料物性参数和边界条件等。
温度场模拟可以采用多种方法，如有限元法、有限差分法、边界元法等。
其中，有限元法是目前最常用的一种模拟方法。
有限元法的基本思想是将连续的物理空间划分为有限的单元，利用变分原理和微分方程求解每个单元的温度分布。
在实际模拟中，有限元法可以分为三个步骤：建立有限元模型、求解有限元方程、分析计算结果。
二、焊接温度场模拟的优化方法在焊接过程中，由于材料性质和接头几何形状等原因，产生的温度场分布不稳定，会导致接头形变和热应力，影响接头的质量。
因此，需要通过温度场模拟来优化焊接过程，减少焊接缺陷。
1、热源优化热源参数的优化是焊接温度场模拟的重要步骤。
通过调整热源功率、焊接速度、焊接角度等参数，可以对焊接过程进行控制。
热源功率是控制焊接温度场分布的关键因素。
在模拟过程中，可以通过调整热源功率控制焊接过程中的温度分布，达到控制热影响区大小和缩小焊缝宽度的效果。
2、材料参数优化焊接材料的物性参数是影响温度场分布的另一个关键因素。
不同材料的热传导系数、比热容等物性参数不同，会对温度场产生影响。
因此，在温度场模拟时需准确设置焊接材料的物性参数，以求得更真实、可靠的计算结果。
3、边界约束优化边界约束条件是影响焊接接头形变和变形的重要因素。
Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．４安徽工业大学学报第２４卷第４期Ｏｃｔｏｂｅｒ２００７Ｊ．ｏｆＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００７年１０月文章编号：１６７１－７８７２（２００７）０４－０３８４－０５Ｔ型接头激光焊接的温度场和应力场的数值模拟丁林，周永涛，李明喜（安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山２４３００２）摘要：基于ＳＹＳＷＥＬＤ的焊接分析功能，采用有限元方法研究激光动态焊接过程中温度场、应力场、应变场的变化情况，应用ＳＹＳＷＥＬＤ软件的校正工具对三维高斯热源进行校核。
考虑各相的热物理性能参数与温度的非线性关系，建立焊接过程的数学模型和物理模型，以不锈钢Ｘ５ＣｒＮｉ１８１０为例，对Ｔ型接头进行三维动态模拟。
结果表明：随焊接速度的减小，热循环在高温时刻停留时间增加，冷却速度减慢；随着远离起始端距离的增加拉应力值逐渐减小转变为压应力，最后趋向零。
关键词：温度场；应力场；应变场；有限元法中图分类号：ＴＧ４０２文献标识码：ＡＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄａｎｄＳｔｒｅｓｓＦｉｅｌｄｏｆＴ－ｊｏｉｎｔＤＩＮＧＬｉｎ，ＺＨＯＵＹｏｎｇ－ｔａｏ，ＬＩＭｉｎｇ－ｘｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ＇ａｎｓｈａｎ２４３００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ，ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄａｎｄｓｔｒａｉｎｆｉｅｌｄｄｕｒｉｎｇｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＳＹＳＷＥＬＤｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｉｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｏｏｌｓｕｐｐｌｉｅｄｂｙＳＹＳＷＥＬＤｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍｏ－ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｔａｋｅｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔ－ｊｏｉｎｔｗｅｌｄｉｎｇｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌＸ５ＣｒＮｉ１８１０ｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ３Ｄｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｃｅａｓｅｉｎｇｔｉｍｅｏｆｈｅａｔ－ｃｙｃｌｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｃｏｏｌｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓａｌｓｏｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｉｓｔｒａｎｓｌａｔｅｄｉｎｔｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｅｎｄｓｔｏｚｅｒｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ；ｓｔｒａｉｎｆｉｅｌｄ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ近年来，随着计算机技术和仿真算法的发展、完善，焊接模拟技术变得越来越重要，它不仅能够有效地提高产品的经济效益，还可以节省大量的时间。
收稿日期:2008-02-18第28卷第3期应 用 激 光Vo l.28,N o.32008年6月APPLIED LASERJune 2008高强钢激光穿透焊熔池温度场数值模拟陈军城, 俞海良, 芦凤桂, 唐新华(上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室,上海200240)提要 深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点,选取指数衰减热源模型建立了高强钢激光穿透焊接熔池温度场三维数值模型。
利用A N SYS 有限元分析软件对激光焊接温度场进行数值模拟,并且通过CP800钢激光焊接试验验对模型进行了修正。
计算所得的熔池截面与试验结果吻合良好,这验证了本文所建高强钢激光穿透模型的可靠性。
关键词 高强钢; 激光焊接; 温度场; 数值模拟Num erical Simu lation for T empe ratu re Fie ld in Molten Pool of Dee p P enetration Laser W elding of High S trength S teelChen Juncheng , Y u H ailiang, L u F eng gui, T ang X inhua(Shanghai J iao Tong Univer sity Shanghai key Laborator y of Mater ials L aser Pr ocessing and Modif ication,Shanghai 200240,China )Abstract T he char acter of keyho le model in deep penetr atio n laser w elding is deeply analy zed.Based on that,the appro pr iate three -dimensional mathematical mo del fo r the t emperat ur e field w ere dev eloped accor ding t o an ex po nential attenuatio n heat -source mo del.By using AN SYS,laser welding temperature fields ar e simulated and the suitability o f the model w as mo dif ied by laser w elding of CP 800steel.Calculated r esult s fro m the models ar e found to agr ee w ith t he experimental r esults for the geome -try pr ofile of w eld,w hich has also validat ed the dependability o f the abov e -mentioned mo del.Key words H ig h st rength steel; laser w elding; temperature field; numer ical simulat ion1 引言激光焊接作为一门新的材料加工技术,与传统的焊接方法相比具有非接触、无污染、低噪音、高效率等优点。
高强钢激光深熔焊接温度场的数值模拟摘要：建立了复合热源作用下的三维高强钢CO2激光焊接有限元分析模型，对高强钢板CO2激光焊接进行基于ANASYS平台的焊接过程数值模拟。
焊接热源分为沿工件表面的高斯热源和沿激光入射方向的柱状热源两部分组成，获得了焊接温度场分布及熔池温度形态分布。
结果表明，激光焊接温度场是一组具有梯度的以焊接方向为长轴的椭圆。
光斑中心前半部分的等温线较为密集，后半部的等温线较稀疏，且离光斑越远，温度梯度越小。
熔池高温时间短，焊缝截面熔深大，表现出了激光焊接热量集中、穿透力强的特点。
试验所得的熔池温度场界面与试验结果吻合良好，对于分析其复杂的温度场具有一定的理论意义。
关键词：激光焊接；数值模拟；焊接温度场激光焊接技术与传统的焊接方法相比，激光焊的焊接速度快、生产效率高；焊缝深宽比大，热输入小，接头热影响区小，焊接变形小。
［1］激光焊接是一个复杂的物理化学过程，［2］熔池反应激烈，利用试验方法对温度场进行研究存在诸多的困难。
而且仅仅依靠进行大量的试验进行积累数据而制定适合的激光焊接工艺往往不切合实际，也不经济。
而通过采用数值模拟的方法，建立符合实际的有限元模型，往往会取得事半功倍的效果。
因此，本文就常用的CO2激光焊接采用复合热源对建立的三维有限元模型进行加载，针对高强钢板的激光深熔焊接的温度场进行有限元模拟，具有一定的现实意义和应用价值。
1焊接温度场控制方程在区域Ω中热过程控制方程为：［3］式中：Q（x，y，z）：求解域中的内热源；c：材料的比热容；ρ：材料的密度；T：焊接温度场的分布函数；T：传热时间。
这些参数中λ，c，ρ都随温度变化。
上式为泛定方程，为了获得定解，需要给出定解条件，即微分方程的边界条件和初始条件。
焊接温度场的计算通常有以下几类边界条件：第一类边界条件，已知边界上的温度值：第二类边界条件，已知边界上的热流密度分布：第三类边界条件，已知边界上的物体与周围介质间的热交换：式中：qs：单位面积上的外部输入热源；nxβ：表面换热系数；Tα：周围介质温度；Ts：已知边界上的温度；nx，ny，nz：分别为边界外法线的方向余弦。
QFP器件激光软钎焊温度场的建模与仿真刘炜;周德俭【摘要】为了解决不同工艺参数组合下激光焊接 QFP器件后其器件的温度场分布问题,选取激光焊接有效功率、时间和光斑面积3个工艺参数,采用有限元软件ANSYS,对特定 QFP 器件激光软钎焊温度场的分布进行模拟。
仿真结果表明：激光焊接有效功率、光斑面积与焊点处的最高温度几乎为线性关系,焊接时间与焊点处的最高温度为正相关关系,且切线斜率逐渐减小；当焊接有效功率为1~4 W,焊接时间为1~2 s,光斑面积为0.03~0.11 mm2,封装体、印制板、焊点温度最高分别可达240、350、510℃。
仿真结果为激光软钎焊工艺参数的预选提供参考,并为相关产品激光软钎焊的综合参数优化打下基础。
%In order to solve the problem of temperature distribution of the QFP device after the laser soldering under different process parameters,three welding parameters (effective power,time,and spot area)are selected,the finite element soft-ware ANSYS is used to simulate temperature field distribution of the specific QFP device.The simulation result shows that laser welding effective power and spot area are almost linear relationship with the highest temperature of the solder joint, and that time is positive correlation in which the tangent slope decreases slowly.When the effective power is in 1-4 W,time is in 1-2 s and spot area is in 0.03-0.1 1 mm2 ,the highest temperature of plastic package,printed board and solder joint can reach 240,350,5 10 ℃.The simulation results can provide references for primary election of the laser welding technological parameter and lay a basis for the laser soldering integrated parameters optimization of relative products.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P21-24)【关键词】QFP器件;激光软钎焊;温度场;数值模拟【作者】刘炜;周德俭【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林 541004; 广西科技大学机械工程学院，广西柳州545006【正文语种】中文【中图分类】TG456.7四方扁平封装（quad flat pack，简称QFP）是指外形为正方形或矩形，四边具有翼形短引线的塑料薄形封装形式，也指采用该种封装形式的器件。
焊接过程中的温度场与应力场仿真焊接是一种常见的金属加工方法，通过加热和冷却的过程将两个或多个金属零件连接在一起。
在焊接过程中，温度场和应力场是两个重要的物理现象，对焊接质量和工件性能有着重要的影响。
本文将探讨焊接过程中温度场和应力场的仿真分析。
1. 焊接过程中的温度场仿真焊接过程中，电弧或激光等热源会将焊接区域加热到高温，使金属材料熔化并形成焊缝。
温度场仿真可以帮助我们了解焊接过程中的温度分布情况，进而优化焊接参数和工艺。
首先，我们可以使用有限元分析方法进行温度场仿真。
有限元分析是一种基于数值计算的方法，将复杂的物理问题离散化为有限个简单的子问题，通过求解这些子问题来获得整体的解。
在焊接过程中，我们可以将焊接区域离散化为一系列的小单元，然后根据热传导方程和边界条件，求解每个小单元的温度分布。
通过将这些小单元的温度场拼接起来，就可以得到整个焊接区域的温度场分布。
其次，我们还可以使用计算流体力学（CFD）方法进行温度场仿真。
CFD方法是一种基于流体力学原理的计算方法，可以模拟流体的运动和传热过程。
在焊接过程中，焊接区域的气体和熔池的流动对温度场分布有着重要的影响。
通过建立焊接区域的几何模型、设置边界条件和求解流动和传热方程，我们可以得到焊接过程中气体和熔池的温度分布情况。
温度场仿真可以帮助我们分析焊接过程中的热效应，进而优化焊接参数和工艺。
例如，通过仿真分析，我们可以确定合适的预热温度和焊接速度，以控制焊接区域的温度分布，避免产生焊接缺陷和变形。
2. 焊接过程中的应力场仿真焊接过程中的温度变化会引起金属材料的热膨胀和收缩，从而产生应力。
应力场仿真可以帮助我们了解焊接过程中应力的分布情况，预测焊接区域的变形和残余应力。
与温度场仿真类似，应力场仿真也可以通过有限元分析和CFD方法来实现。
在有限元分析中，我们可以将焊接区域离散化为一系列的小单元，并根据材料的本构关系和边界条件，求解每个小单元的应力分布。
通过将这些小单元的应力场拼接起来，就可以得到整个焊接区域的应力场分布。
低碳钢激光焊接温度场模拟发表时间：2019-08-07T15:48:34.093Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：王泽三王振品孟凡鸿[导读] 激光焊接更加稳定和可靠，需要确定何种焊接工艺是合理的。
中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000摘要:由于与其他焊接方法相比，激光焊接的能量密度高，而且其热影响范围狭窄，因此其在工业生产中的应用范围越来越广，以便使激光焊接技术在工业中得到更广泛的应用，并使激光焊接工艺在工业中得到更广泛的应用。
激光焊接更加稳定和可靠，需要确定何种焊接工艺是合理的。
关键词：低碳钢；激光焊接；温度场模拟引言随着激光技术的发展，目前激光焊接在汽车制造业、造船业以及桥梁工业的应用越来越多。
尤其是在汽车制造行业，随着环境保护力度的加强，以及可持续发展政策力度的不断提高，本文主要对低碳钢激光焊接温度场模拟进行了有效的探讨。
1激光焊接的影响因素激光焊接的主要影响因素有：第一，能量的密度，能量密度简而言之就是将板片熔化的能力，当能量密度大的时候，板片会迅速达到熔点，对提升激光焊接效率及效果非常有利；第二，焊接速度，如果焊接速度过慢，在板片上停留时间较长，会对板片造成影响，可能会出现高温产生的漏洞，如果焊接速度过快，焊接效果会受到影响，很容易造成焊接不牢的情况；第三，材料的吸收能力，材料吸收能力具体是材料的导热程度、材料的熔点等物理特性，吸收能力指材料对激光的吸收能力，如果板片的材料对激光的吸收能力强，在激光焊接时，板片会迅速达到熔点，继而熔化、焊接，如果板片的材料吸收能力弱，会使激光焊接时间延长，焊接效果不容易控制；第四，焊接的脉冲波形及脉冲的宽度，脉冲的波形不同，激光的功能也是不同的，主要有焊接波形和切割波形两种。
如果使用不当，会对焊接造成影响，并且会导致板片反射一部分激光，影响焊接效果。
脉冲的宽度是指单个脉冲激光的持续时间，适当的脉冲宽度才能达到良好的焊接效果。
2激光焊线的数值模型激光焊接所选用的热源为激光束，具有很高的能量密度，能够迅速使材料熔化形成连续且美观的焊线，焊接接头的熔宽和熔深取决于焊接母材料和焊接工艺，同时又是评价焊接质量的重要参数。
钛合金激光焊接工艺研究及激光穿透焊温度场数值模拟摘要钛及钛合金因其比强度大和优良的耐酸腐蚀性能，在各行各业中得到越来越广泛的应用。
激光焊接由于具有能量集中、焊缝成形好、操作简单、易于监测等优点，非常适合焊接钛合金材料。
论文通过激光焊接试验表明钛合金激光焊接的主要缺陷是气孔，空气中的氧气、氮气和工件表面的水分是造成气孔的主要原因。
钛合金激光焊接焊缝强度、硬度提高，塑性、弯曲性能下降。
对1．8mm 厚P20型钛合金板激光拼焊推荐工艺参数为激光功率1600～1800W，焊接速度2．7～3．6ndmin。
激光穿透焊接过程包含着一系列复杂的物理、化学反应现象，表现出快速、复杂、多维、多参数影响等特点。
激光与材料相互作用时，因聚焦激光束功率密度高(通常高达10。
W／cm2以上)，被焊材料在极短时间内熔化、汽化乃至蒸发，从而形成小孔，并出现激光诱导的等离子体。
在激光焊接过程中，光致等离子体、小孔以及熔池的行为决定了焊缝成形以及焊接质量。
对激光焊接的模拟尽管前人已经作了大量的研究，但是对激光穿透焊接三维温度场的实时再现仍存在一定的局限。
目前，虽然ANSYS(一种大型有限元软件)正在成为有限元模拟领域研究的热点，但国内外还未见将其应用在激光焊接过程数值模拟的相关报道。
论文探讨了基于ANSYS软件进行激光穿透焊接三维温度场数值模拟的若干关键问题。
论文采用球状热源和柱状热源相结合的双热源模型，用APDL语言开发的ANSYS 计算程序，能有效地对激光穿透焊接过程三维温度场变化情况进行模拟。
论文还针对使用ANSYS软件要求较高的特点，采用面向对象程序设计的方法进行二次开发，在VC++6．0开发环境下将其封装。
这样，通过其友好的人机界面，激光焊接专家只需输入激光穿透焊接工艺参数即可自动调用ANSYS模块进行后台计算，而勿需专门学习有限元理论和ANSYS软件，方便了用户的使用。
关键词：钛合金激光弹接激光穿逸焊三维温度场数宿模拟ABSTRACTWith the advantages of high strength—to—weight rmio，excellent corrosions resistance，titanium and titanium alloy have been applied more and more widely in many fields．Thelaser welding is suitable for the titanium and titanium alloy because of its lligh powerdensity,good welding performance，and easy inspection．Based on experiments of titanium laser welding，the result shows pores are a comnqondefect in the weld for laser welding of titanium alloys．The 02，N2 in the air and the H20absorbed On the surface of the work piece are the main resource of these pores．Thetitanium weld、vim laser welding has higher strength and hardness，lower ductility thanthose of base materials．For the laser welding of titanium alloy witll 1．8mm thickness．1aserpower 1600～1800W and welding speed 2．7-3．6m／min were recommended in the thesis．The process of laser full—penetration welding includes a serial of physical and chemical phenomena．The interaction of high power laser beam wit}l the target materials isa complex，muti—dimensional and muff-parameter system．At power density of the order of1 06W／cm2 typically used in deep penetration welding，the irradiated surface becomesmolten and subsequently vaporizes forming a cavity known as keyhole filled with laser-induced plasma．The welding performance is strongly determined by the behavior of the laser-induced plasma and the various energy-absorption mechanisms，as well as the keyhole and the molten pool shape．Many experts have studied the simulation of laser welding process，but the real-time reproduction of the 3D temperature field is still limited．Now,though ANSYS(a finite element analysis software)becomes the focus of thesimulation research with FEM，there hasn’t a report about using ANSYS for simulation oflaser welding process．The key problems of simulating a 3D temperature field of the laser full—penetrationwelding based on the ANSYS software were studied in the thesis．Using sphere．columnthermal model，the ANSYS code written by APDL language Can simulate the 3DIItemperature field effectively．To deal with the difficulty of using ANSYS．object—orienteddesign was applied during the development on ANSYS software with VC++6．0．By thisway,not learning the finite element theory and ANSYS software，experts of laser weldingcan use ANSYS to simulate the laser welding process easily only inputting parameters intothe system that has a friendly interface．Keywords：Titanium alloy laser welding Laser full—penetration welding3D temperature field Numerical simulationIII1绪论激光焊接由于其飞溅少、热影响区小、焊缝成形美观等优点而广泛应用于航空航天、汽车制造等材料加工及制造领域。
妨猱生产应用基于温度场模拟的防爆阀激光焊接工艺耿立博1杨亚涛2富宏亚1(1.哈尔滨工愈夭牵紙:电工程攀餘,哈尔滨15〇001;2.深漏德澈光技末_:限發司，广象深圳518055)摘要为了分析不KC艺参数的激光焊接热输入对汽车动*电他盖极降爆力的影响，采薦者:限元法模拟汽动力电池逢板防爆阀激光焊接的温麁场。
根据再结晶退火和均匀化退火对A13003晶内偏析的影响，结蠢勝爆阀爆破:区的显微组鐵:，:分析防爆力在不輝焊接热输人变化规律。
歸时,根据防爆力指樣为0.9 ± 0.05 MPa,优选防爆飼#達工:艺:参»L结第表晨激光功_大时，防爆为呈抛物线趋勢变化ill激光功拿为1050 ’、竖坐标为+ 161 mm..和焊接遽度为50 m ni/s时，防爆力最接近-标偉0.§ MPa。
关键词：防爆力激光焊温度场模拟显微组织中图分类号：TG456.7〇序 言汽车动力电池盖板是汽车动力电池的重要组成部 分，直接影响动力电池的安全性和使用性能。
随着动 力电池虛用环境約复杂化，电池受到撞击、挤羅》.过热的可能性增大。
<S动力电池内气压过大时，防爆阀自 动爆破泄厘_,:缚以.防:止电池爆炸[% _汽车动力电池盖 板的疋、负极柱是电动汽车的接线柱7，直接影响动力电 池充电、放电的可寒牲。
防爆阀的材料为铝合金，焊接要求为焊缝宽度小，焊接精度高。
因为激光焊具有效率高、精度高、焊缝美 观等优点12]，所以激光焊是合适的防爆阀焊接方法。
但是，激光焊高度集中的热输人会引起高梯度的温度 场，容易影响汽车动力电池盖板的防爆力。
同时激光 焊焊缝的气孔缺陷会降低连接强度，影响防爆阀的使 用性能w。
文中分析了不同工艺参数的激光焊接热输人对汽 率动力电池盖板防爆力的影响。
同时优选防爆阀激光. 焊接工艺参数，为实际生产中汽车动力电池盖板防爆 阀激光焊接的工艺优化提供依据。
1试验材料与设备激光焊接试样为汽车动力电池盖板，包括顶盖片、防爆阀等零件。
第２４卷第２期２ＯＯ焊接学报ｖ０１．２４ＡｐｒｉｌＮｏ．２２０Ｏ３３年４月ＴＲＡＮＳＡＣ’ｎ０ＮＳ０ＦＴＨＥＣＨＩＮＡ碍砸ＬＤＩＮＧＩＮＳｎＴＵｒｎＯＮ激光焊接温度场数值模拟薛忠明，顾兰，张彦华（北京航空航天大学机械工程及自动化学院。
北京１０００８３）摘要：深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点，在此基础上选取合适的热源形式，研究了移动线热源和高斯分布热源作用下，准稳态与瞬态激光焊接温度场。
利用ＭＡＴ－ＬＡＢ软件及ＡＮｓＹＳ有限元分析程序对激光焊接温度场分别进行了计算及模拟，并且将两种分析结果进行了比较。
最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析，进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。
关键词：激光焊接；温度场；有限元；ＡＮｓＹｓ中围分类号：１嘶６Ｏ文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００３）０１—７９—０４薛忠明序言实测值进行了对比分析，验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性（板厚≤４ｍｍ）。
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。
激光焊接具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度、适应性强等优点，广泛应用于航空航天、汽车、微电子、轻工业、医疗及核工业等要求高精度和高质量的焊接领域。
１激光焊接中的小孔传热模型当激光功率密度达到１０６Ｗ，／ｃｍ２时，激光能量由于激光焊接是一巾陕速而不均匀的热循环过程，焊缝附近出现很大的温度梯度，因此在焊后的结构中也会出现不同程度的残余应力和变形，这些都成为影响焊接结构质量和使用性能的重要因素。
准确地认识焊接热过程，对焊接结构力学分析、显微组织分析以及最终的焊接质量控制具有重要意义。
２０世纪７０年代以来，国外很多学者对激光焊接机理进行了深入的研究，提出了蒸汽小孔模型。
考虑熔池形状以及熔池中金属的流动和热流分布，考虑电子密度、离子化程度、等离子体对入射激光的吸收系数和激光焊接工艺参数对熔深的影响，建立了不同的能量吸收模型”。
