薄壁铝合金T形结构MIG焊接热源复合模型的构建与模拟

摘要

针对薄壁铝合金材料焊接变形有限元模拟精度低的问题,以2 mm厚6082-T6铝合金型材T形接头为研究对象,通过有限元模拟和实际样件校核结合的方法,开展了铝合金MIG焊专属热源模型的研究。计算了2D高斯、3D高斯、双椭球三种典型焊接热源模型的熔池形貌和变形量。校核对比发现,三种典型热源模型计算的熔池尺寸和变形量与实际样件均存在差距:2D高斯热源热流过小,焊缝区熔池宽度和深度明显小于实际熔池尺寸;3D高斯热源可体现热流在厚度方向上的作用,但熔池深度和宽度略大;双椭球热源在熔池上半部的形状及宽度与实际接近,但熔池较浅。综合三种模型特点,通过反求法获得基于典型热源模型基础上的“双椭球+3D高斯”的优化复合热源模型,熔池尺寸及偏移量与实际工件吻合度达90%,模型可靠,可用于薄壁6082铝合金T形接头MIG焊接的精准模拟。