SUS304不锈钢薄板激光焊与惰性气体保护焊的焊接变形和残余应力的比较
【摘要】 为了定量比较激光焊(LBW)与惰性气体保护焊(MIG)导致的焊接变形和残余应力的差异，以厚度为4mm的SUS304不锈钢焊接接头为研究对象，基于有限元软件MSC.Marc，在同时考虑材料和几何非线性的情况下，开发热-弹-塑性有限元方法对两种不同焊接方法所引起的焊接变形和残余应力进行了数值计算。同时采用小孔法和三坐标测量法分别测量了MIG接头的焊接残余应力和变形。结果表明无论是焊接变形还是残余应力，试验结果与仿真计算的结果都有很好的一致性，从而验证了本研究所开发的计算方法的有效性。基于数值模拟的结果可知，与MIG相比，采用LBW可以使薄板的焊接面外变形降低75%左右;LBW导致的纵向残余应力峰值与MIG相比差别不大，但高拉伸应力的分布范围降低了50%左右;对于横向残余应力，无论是峰值还是高拉伸应力的范围，LBE均远小于MIG。此研究得到的结论对于大量推广激光焊用于不锈钢薄板焊接变形与应力的控制提供了借鉴作用。
