铝-钢异种金属CMT焊接接头应力场的数值模拟

刘国辉^1,2，车洪艳^1,2，马雷³，余斯亮³，曹睿³

1. 安泰科技股份有限公司2. 河北省热等静压工程技术研究中心3. 兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室

摘 要：利用ABAQUS有限元软件对铝-钢异种金属冷金属过渡（CMT）焊接过程中焊接接头应力分布进行了数值模拟,分析了应力分布的变化规律,并进行了试验验证。结果表明:不同焊接时间下,焊接接头在钢板和铝合金板侧的von Mises应力分布不对称,其中铝合金板侧承受的应力较钢板侧的小;在焊接过程中,近焊缝处的纵向应力由压应力转变为拉应力,横向应力在焊初始阶段为拉应力,随后变为压应力,再转变为拉应力;在铝合金板侧和钢板侧热影响区的纵向残余拉应力最大,分别为125,208 MPa,位于铝合金板侧和钢板侧的横向残余压应力峰值几乎相同,约为80 MPa;残余应力分布模拟结果与试验结果的拟合优度为0.75,证明了模拟结果的准确性。

关键词：异种金属;应力分布;CMT焊接;数值模拟;