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最近在做焊接方面的研究，在此分享一個焊接移動熱源模擬的案例供大家參考。1，創建焊接工件，尺寸為100*50*5（單位mm）。 2，工件材料選用AISI1045鋼，材料參數來源：https://www.matweb.com。abaqus仿真過程中一定注意各參數單位制統一。

焊接過程的熱源設置在LS-DYNA中，焊接熱源通過K文件進行設置。熱源使用高斯熱源模型來模擬焊接過程中熱輸入的分布，焊接過程分為兩步，先施加外側角焊縫熱源，再施加內側角焊縫熱源。具體的時間控制和熱源設置都已在K文件中配置完成。外側焊縫：熱源施加在焊接區域的外側，模擬外側焊縫的加熱過程。內側焊縫：內側角焊縫的熱源在外側焊縫施焊完成后施加，以模擬時間延遲效應。4.

<p>近期將在技術鄰推出激光焊接的有限元模擬視頻教程，歡迎關注！</p><p>激光焊接的焊縫形貌為窄而深的“釘子狀”，通常使用復合熱源來實現，因此一般需要進行子程序開發。</p><p>下面對MSC.Marc和ABAQUS的激光焊接模擬進行簡要介紹：</p><ol><li>MSC.Marc：作為大型通用有限元軟件，在焊接模擬方面獨樹一幟，在很早的版本中就添加了焊接模塊（注意，非插件！！）

很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。

——科研到工程：Abaqus Goldak 雙橢球 + FROM FILE 實現可復現實驗結果（含 Goldak 熱源 DFLUX ）適用人群：做焊接/鍵合殘余應力/變形預測、增材制造熱-力場分析的工程師與研究生代碼環境：Abaqus/CAE 2019（Python 2.7），Abaqus/Standard（DFLUX Fortran 子程序）本文提供 兩個腳本（Abaqus/CAE

為了解決這些問題，我花時間整理編寫了這份《使用Abaqus進行焊接模擬工程師指南 V2.0》。 這份 76頁 的PDF文檔，不講虛的理論，只講工程實戰。從基礎的熱源理論到復雜的FSW仿真，配合詳細的代碼注釋和操作流程，手把手帶你通關焊接仿真。

在有限元模擬中，重復移動載荷（Repeated moving pressure）是結構受力分析中用于等效模擬接觸載荷的一個重要手段，尤其在輪軌接觸、滾珠接觸、焊接熱源移動等問題研究中極為常見。本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實現，實現建議與注意事項。

（2） 拓展：本方法可延伸至其他激光加工場景（如切割、焊接、表面處理）或材料類型（如金屬、陶瓷），通過調整熱源模型與邊界條件實現跨領域應用。7、 附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae和激光子程序）

它的缺點是輸入的熱量大，接頭在高溫下停留時間長、焊縫附近容易過熱，焊縫金屬呈粗大結晶的鑄態組織，沖擊韌性低，焊件在焊后一般需要進行正火和回火熱處理。 高頻焊(high-frequency welding)是以固體電阻熱為能源。 焊接時利用高頻電流在工件內產生的電阻熱使工件焊接區表層加熱到熔化或接近的塑性狀態，隨即施加（或不施加）頂鍛力而實現金屬的結合。

很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。

利用工件端面相互摩擦產生的熱量使之達到塑性狀態，然后頂鍛完成焊接的方法。 電渣焊 是利用電流通過熔渣所產生的電阻熱作為熱源，將填充金屬和母材熔化，凝固后形成金屬原子間牢固連接。

tips: 把解壓后的文件夾放在"C:\Users\ userName \abaqus_plugins"或者“工作路徑 \abaqus_plugins"，再次打開Abaqus界面時，插件將被同時載入到 Plug-ins -> JayTools菜單下，以及Plug-ins -> ToolBoxes -> 自由熱源 工具條中。

宏觀尺度模擬金屬增材制造是在激光/電子束/電弧等熱源的輔助下，逐層將粉材/絲材等原料熔融-凝固成預設的零件形狀，該過程伴隨著循環、強烈且不穩定的加熱和冷卻，極易在零件內產生復雜的熱應力場和熱負荷歷程。與焊接過程類似，這將在零件內產生巨大的殘余應力，引起零件開裂或翹曲變形，導致零件制造失敗。

但是在研究過程中也暴露出了很多問題，這些問題制約著鎂合金增材制造工藝的進一步應用與發展：（1）基礎研究理論匱乏，由于缺乏鎂合金打印過程中的相關熱源能量輸入的調控模型，尤其是對SLM成形過程中過熱熔體在高能量激光輸入下反沖壓形成的飛濺難以進行模擬，以及對快冷過程中微觀組織演化的模擬研究與理論分析。

因為充滿高溫蒸氣的小孔有利于焊接熔池攪拌和氣體逸出，導致生成無氣孔的熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織細微化。 4) 強固焊縫。因為熾熱熱源和對非金屬組分的充分吸收，降低雜質含量、改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布。焊接過程無需電極或填充焊絲，熔化區受污染少，使得焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母體金屬。 5) 精確控制。因為聚焦光點很小，焊縫可以高精確定位。

焊接模塊具有專用焊接熱源建立方式，可通過輸入電流、電壓及熔池尺寸參數計算熱源情況，能夠設置熱源的起止時間、熱源方向，可建立焊縫單元，通過選擇模型幾何面直接定義焊接路徑。 焊接模塊可實現電弧焊、激光焊、多層堆焊等方面的分析，預測焊接變形、熱應力、溫度場、焊縫相變等結果。

在實際工程中，由于施工過程中的安裝誤差累積，螺栓球往往偏離預定位置，導致螺栓球與支座筋板焊接困難。因此，圖2所示的支座連接中連接鋼板1開橢圓螺栓孔（見圖3），橢圓孔沿X（或X′）方向設置，可在X（或X′）方向上調節螺栓球位置偏差；在Y（或Y′）方向上，依靠調節連接鋼板2的位置實現螺栓球的定位。待螺栓球定位并完成焊接后擰緊螺栓，最后完成連接鋼板2與預埋件外露連接鋼板之間的角焊縫施焊。