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摘要
目的 对厚度为16 mm的921A舰船钢进行激光–MAG复合焊接，得到最佳工艺参数，从数值模拟的角度验证焊接工艺的可靠性。方法 利用SYSWELD+Visual–Environment软件对激光–MAG复合焊接过程进行数值模拟，选用3D高斯热源与双椭球热源相结合的复合热源模型对激光–MAG复合焊接过程进行仿真，绘制不同时刻及不同焊缝区域的时间–温度曲线，采用热弹塑性有限元法对应力变形场进行仿真计算。结果双椭球热源模型与3D高斯热源模型相结合的复合热源模型能够获得较为理想、接近真实热源形貌的热源形态；焊缝区域的焊接热源在行进过程中温度稳定，模拟热源温度可达3 200℃，具有典型的焊接热循环曲线特征，且距离焊缝越远，升温速率和冷却速率越慢；焊接残余应力主要集中在焊缝处，约为440 MPa，且焊缝两端的结合部位具有较高的残余应力。结论 复合热源模型适用于16 mm厚的921A钢激光–MAG复合焊接数值模拟，焊后板材的残余应力低于材料的屈服强度，冷却后板材的变形程度较小，最大变形量为1.13 mm，表明激光–MAG复合焊接方法及工艺适用于16 mm厚921A钢的焊接。
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单位中国人民解放军装甲兵工程学院; 鞍钢股份有限公司; 北京石油化工学院
