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用于齒輪焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接機(jī)主要涉及激光深熔焊接。下面重點(diǎn)介紹激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過“小孔”（Key-hole）結(jié)構(gòu)來完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。

這是一個增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abagus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件、for熱源子程序不受版本限制。這只是一個demo，所有的技術(shù)是都有展示的，只是模型精度比較差。

<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導(dǎo)致了熔池中復(fù)雜的流動現(xiàn)象。以及熱行為對凝固組織和性能有顯著影響。通過三維數(shù)值模型來模擬在316L上激光熔覆過程中的傳熱、流體流動、凝固過程。僅提供模型，按需購買！

這是一個增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abaqus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件不受版本限制，同時python腳本文件及for熱源子程序文件不受版本限制。

本案例展示了超聲輔助下激光熔覆的動態(tài)過程，仿真結(jié)果如圖所示： 該仿真模型考慮了溫度場+流場+超聲場+動網(wǎng)格技術(shù)，感興趣的朋友，歡迎交流合作！

<p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;激光加熱及激光焊接非常常見，，如何仿真激光焊接過程的熔深及路徑上的熱應(yīng)變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經(jīng)過兩塊金屬體接縫處的場景。本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動的高斯熱源加熱的場景。

焊接熔覆通過在受損部位表面熔覆一層硬度高、耐磨性好的涂層，重新形成新的表面，從而修復(fù)和改善機(jī)械設(shè)備的表面性能[2,3,4]。目前常見的焊接熔覆技術(shù)主要有：激光熔覆技術(shù)、等離子熔覆技術(shù)和TIG熔覆技術(shù)等。

功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導(dǎo)焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于10~10 W/cm時，金屬表面受熱作用下凹成"孔穴"，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點(diǎn)。激光焊接技術(shù)廣泛被應(yīng)運(yùn)在汽車、輪船、飛機(jī)、高鐵等高精制造領(lǐng)域，給人們的生活質(zhì)量帶來了重大提升，更是引領(lǐng)家電行業(yè)進(jìn)入了精工時代。

▲對焊接件進(jìn)行點(diǎn)焊固定 ▲進(jìn)行連續(xù)激光焊接 激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn)，激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。

容易調(diào)節(jié)和控制焊接熱輸入，適合于薄板或?qū)崦舾胁牧系?em>焊接。　　電弧具有陰極清理作用。　　適用于全位置焊，是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型的理想方法。　　缺點(diǎn)及局限性：　　熔深較淺，焊接速度較慢，焊接生產(chǎn)率較低。　　鎢極載流能力有限，過大的電流會使焊接接頭的力學(xué)性能降低，特別是塑性和沖擊韌度降低。　　對工件的表面要求較高。　　

坡口深為6 mm，角焊縫焊腳尺寸為4、5 mm。接頭總網(wǎng)格數(shù)為30 000～100 000不等，最小的網(wǎng)格尺寸為0.5mm。將接頭計算結(jié)果導(dǎo)入總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計算[12]。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。

image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_549" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202111/4ebaefe0a4cc4315bd7f885aeedcdf2c.png"> </div><p>本次分享案例主要采用流體相變傳熱、層流和水平集來描述激光預(yù)鋪粉熔覆的過程。

同樣的方法，對側(cè)圍門框激光焊接工藝進(jìn)行仿真，按照實(shí)際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示： 側(cè)圍門框激光焊接仿真模型

在開始焊接時，使焊絲與起焊槽短路起弧，不斷加入少量固體焊劑，利用電弧的熱量使之熔化，形成液態(tài)熔渣，待熔渣達(dá)到一定深度時，增加焊絲的送進(jìn)速度，并降低電壓，使焊絲插入渣池，電弧熄滅，從而轉(zhuǎn)入電渣焊焊接過程。 電渣焊主要有熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊、絲極電渣焊、板極電渣焊等。

同樣的方法，對側(cè)圍門框激光焊接工藝進(jìn)行仿真，按照實(shí)際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示： 側(cè)圍門框激光焊接仿真模型