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兵器材料科学与工程2026年第02期:窄间隙TIG摆动焊侧壁热-力耦合仿真及参数优化研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高辉;屈嘉俊;李献辉;

单位:北京石油化工学院机械工程学院;北京市高等学校能源工程先进连接技术中心;

摘要:针对窄间隙TIG摆动焊接过程中出现的咬边缺陷,本研究通过Abaqus热-力顺序耦合仿真与响应面法(RSM)优化,提出了多工艺参数协同控制策略。建立基于双椭球热源的动态摆动模型,分析摆动宽度、焊接速度及侧壁停留时间对温度场及残余应力分布与熔池行为的影响规律,结合Box-Behnken实验设计筛选最优参数组合,在最优参数指导下开展实际的单道多层焊试验并对焊缝截面进行观察及硬度测试。结果表明:在摆动宽度为16 mm,焊接速度为0.75 mm/s,侧壁停留时间为2 s的工艺参数下不易出现咬边,各焊层与母材熔合良好,焊缝硬度均匀性提升。本研究为窄间隙摆动单道多层焊接工艺的优化提供了理论依据。

关键词:窄间隙;;咬边;;有限元仿真;;参数优化;;焊接试验