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圖6 多層多道焊接 焊縫采用多層多道焊接[13]，焊層設(shè)置如果6所示。2.4 仿真計算結(jié)果圖7 焊接變形結(jié)果支撐臂焊接仿真計算總用時約42h。焊接變形結(jié)果如圖7所示。從變形結(jié)果可以看出，支撐臂的丫子開口端頭變形量最大，兩側(cè)翼板向內(nèi)收縮。丫子尾端變形量小，丫子中段基本不變。3 數(shù)據(jù)對比分析將仿真計算結(jié)果和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如表2所示。

焊接要點(diǎn)： 1. 對接焊縫仰焊，當(dāng)焊件厚度≤4mm時，采用Ⅰ型坡口，選用φ3.2mm的焊條，焊接電流要適中；焊接厚度≥5mm時，應(yīng)采用多層多道焊。 2. T型接頭焊縫仰焊，當(dāng)焊腳小于8mm時，應(yīng)采用單層焊，焊腳大于8mm時采用多層多道焊。 3.

文獻(xiàn)［4］基于ANSYS二次開發(fā)技術(shù)對汽車功率模塊在熱循環(huán)條件下的失效問題進(jìn)行了模擬分析。文獻(xiàn)［5］采用ANSYS分析了IGBT模塊的封裝熱應(yīng)力，并討論了熱應(yīng)力與分層率之間的關(guān)系。以上工作只考慮了多層堆疊結(jié)構(gòu)的層厚對模塊熱應(yīng)力的影響，尚未涉及各層的選材和焊接順序。多層堆疊模塊的內(nèi)部熱應(yīng)力、熱變形與模塊內(nèi)各層選材、結(jié)構(gòu)形式、焊料選用、裝聯(lián)順序密切相關(guān)。

在重工行業(yè)中，焊接是整個生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的一環(huán)，重工行業(yè)中涉及到的焊接不僅種類多、焊縫多、焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且大部分焊縫均為多層多道焊，這就導(dǎo)致了在整個焊接過程中，零件的焊接變形難以控制。因此長期以來，對于焊接工藝的改進(jìn)和優(yōu)化主要依靠工藝人員的經(jīng)驗和各類工藝試驗，一直缺乏一套專業(yè)的有效的方法和手段。

圖7 06 計算結(jié)果 圖8 計算效率結(jié)果 07 結(jié)論與展望 本次案例對有多道次焊接的雙管道連接工藝進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬和實驗結(jié)果符合良好，且對三方計算得到的殘余應(yīng)力進(jìn)行了質(zhì)量比較；殘余應(yīng)力變化趨勢良好。 對于該模擬還可以繼續(xù)改進(jìn)，比如引入大變形假設(shè)，固態(tài)硬化修復(fù)，相變，機(jī)械加工，對材料進(jìn)行更真實的建模。

針對成形工藝優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)圍繞擴(kuò)散焊接工藝與塑性成形工藝多工序多目標(biāo)耦合優(yōu)化、提高數(shù)值模擬計算精度、材料冷熱復(fù)合加工過程中組織性能控制及力學(xué)性能演變等方面著重開展研究。針對擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，可以從復(fù)雜載荷下空心構(gòu)件內(nèi)部焊縫及母材裂紋擴(kuò)展、焊縫損傷以及相應(yīng)的顯微力學(xué)試驗方面展開研究。