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题名高强钢电子束倾斜焊接的热源模型及温度场仿真研究
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作者
高月华
彭立昌
刘其鹏
熊志皓
王善林
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机构
南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室
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出处
《精密成形工程》
北大核心
2025年第1期25-32,共8页
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基金
江西省航空构件成形与连接重点实验室开放基金(EL202303270)
江西省自然科学基金(20232ACB204020)
浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2023C01244)。
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文摘
目的提出一种电子束倾斜焊接的面、体复合热源模型,并探讨电子束倾斜角度对焊接温度场的影响。方法考虑到电子束能量为高斯型分布,基于焊件厚度方向上各层的最大功率密度相等原则,构建了椭圆高斯分布的面热源和椭圆高斯分布的倾斜圆台体热源模型。通过推导建立了焊接工艺相同条件下电子束倾斜焊接热源模型与电子束垂直焊接热源模型的关系,进而通过垂直焊接实验间接获得倾斜热源参数。在校核电子束垂直焊接热源模型的基础上对高强钢板的电子束倾斜焊接进行了深入研究。结果与工艺参数相同的条件下的垂直焊接相比,当倾角增大到30°时,钉形熔池下部向前倾斜的程度增加,熔池最高温度升高约5.6%,熔深减小约17.14%,熔池长度增加约11.11%,熔池前方最大温度梯度减小约7.2%,熔池后方上部温度梯度变化不大,下部的温度梯度升高约12.6%。结论随着电子束倾斜角度的增加,熔池最高温度升高,熔池长度增加,深度明显减小,使焊件厚度方向的温度梯度增大。熔池前方最大温度梯度减小,熔池后方下部的温度梯度升高。
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关键词
电子束倾斜焊接
热源模型
温度场
椭圆高斯分布
数值模拟
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Keywords
electron beam inclined welding
heat source model
temperature field
elliptic gaussian distribution
numerical simulation
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分类号
TG402
[金属学及工艺—焊接]
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