铝/钢异种金属MIG电弧熔-钎焊接界面应力演变数值分析

摘要

基于搭接结构造成的电弧热源非对称分布和过热熔滴热焓的热作用特征,建立非对称型四椭圆面热源和均匀体热源的组合热源,并基于热-弹-塑性有限元理论,数值分析1mm厚5052铝合金和2mm厚镀锌钢搭接接头MIG电弧熔-钎焊接应力应变场演变,讨论残余应力分布特征。计算结果表明,随着到焊缝中心的距离增加,镀锌钢母材近钎焊缝区域所受内应力由压应力逐渐转为拉应力。铝侧焊缝区域的残余应力表现为等于室温铝合金屈服强度的拉应力,在焊根处降低为零或转变为压应力。钎焊界面两侧存在较大的残余应力差,不同焊接热输入下界面两侧焊接残余应力差的分布均呈n形,并与钎焊界面剪切强度呈负相关,随着热输入的增大,界面残余应力差增大,而接头剪切强度逐渐下降。