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摘要
TC4钛合金U型材由1块面板和2块腹板焊接而成，采用激光自熔焊实现两条长焊缝的焊接。为研究激光焊接顺序对该U型材残余应力与变形的影响，使用有限元仿真方法，采用高斯面热源与柱状热源组合的热源模型，对比分析了不同焊接顺序下U型材的应力与变形。结果表明，U型材在不同焊接顺序下残余应力与变形分布情况不同。2条焊缝同向顺序焊接的方案在型材中部焊缝位置的残余应力保持稳定，其他在中部分段焊接的方案（4条焊缝）在该位置的应力有所降低。这主要是由于型材中部位于前面焊缝的起弧或收弧部分，其受到了后面焊缝的热处理作用，残余应力得到了释放。2条焊缝同向顺序焊接方案的变形量最大，从中间向两端同侧顺序、对称焊接的方案与从两端向中间不同侧顺序、对称焊接的方案产生的最大变形量最小。考虑实际焊接时，在U型材两端起弧可设置引弧板，更有利于保证焊缝成型质量，因此适宜采用两端向中间不同侧顺序、对称焊接的方案。
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单位中国船舶重工集团公司第七二五研究所
