[发明专利]一种摩托车后平叉焊接工艺参数的优化方法

说明书

本发明提供了一种摩托车后平叉焊接工艺参数的优化方法，包括确定摩托车后平叉所用材料，利用Solidworks建立模型，Visual Mesh进行网格划分；根据焊接方法选取热源模型并设置模型参数，由于采用的是CO₂气体保护焊，故采用双椭球热源模型；利用SYSWELD数值模拟软件对摩托车后平叉CO₂气体保护焊分别进行不同热输入下的应力应变场有限元分析；通过分析应力应变场的模拟结果，应选择残余应力、应变低的参数，从而确定最优焊接工艺参数。本发明是基于SYSWELD数值模拟软件优化摩托车后平叉CO₂气体保护焊焊接工艺参数的方法，通过有限元数值分析软件，模拟分析不同焊接工艺参数下摩托车后平叉焊后的残余应力和变形，从而找到摩托车后平叉CO₂气体保护焊最佳的焊接工艺参数。

技术领域

本发明涉及到CO₂气体保护焊领域，具体涉及到一种基于SYSWELD数值模拟软件优化摩托车后平叉CO₂气体保护焊焊接参数的方法。

背景技术

摩托车后平叉是用于安装后轮、减震器、刹车、链轮的重要零部件，其主要成型方法为拼装焊接，具有焊接工序多焊缝密集的特点，焊接工艺不合理或者焊接规范不当，容易导致焊接结构大的残余应力和残余变形，影响整车的质量和安全系数，因此找出最优的焊接参数就显得尤为重要。在现有条件下，通过摩托车后平叉实物焊接进行多组试验来寻找优化的焊接工艺参数，不仅耗费材料多，周期长，不可控因素多，对于选取最佳焊接工艺参数难以提供参考。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了一种基于SYSWELD数值模拟软件优化摩托车后平叉CO₂气体保护焊焊接参数的方法，解决了摩托车后平叉实物焊接试验难以找到最佳工艺参数的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于摩托车后平叉焊接工艺参数的优化方法，其特征是，采用CO₂气体保护焊焊接，包括以下步骤：

步骤一：确定建模所需参数包括：摩托车后平叉所用材料、后平叉侧管尺寸、后平叉连接横管的长度、后平叉连接横管的厚度，后平叉端部圆管的尺寸和后平叉端部圆管的壁厚；基于摩托车后平叉的对称性，根据实际尺寸利用Solidworks建立后平叉的实体一半的模型，再利用Visual Mesh进行网格划分；

步骤二：设置焊件初始温度为20℃，设置模型参数：包括对流参数、辐射参数和相变潜热参数；

选取热源模型：采用双椭球热源模型并根据实际测量的焊接熔池形貌参数设置热源模型参数包括前半轴热输入Q_f、后半轴热输入Q_r、椭球的前半轴尺寸a_f和后半轴尺寸a_r、热源最大半宽b和最大深度d；

在本模型中焊接热输入可以用如下公式计算：

Q＝ηUI (1)

其中Q是有效焊接热输入；η是CO₂气体保护焊的热效率，U是焊接电压，I是焊接电流。

步骤三：根据实际CO₂气体保护焊使用的电流范围，设置侧管和连接横管间焊接的电流I₁、电压U₁和焊接速度v₁，采用对称同向同时施焊；确定端部圆管和侧管之间的连接总计焊缝数量，先同时对称焊接短直焊缝，设定预设时间，经过预设时间后再同时对称焊接圆弧焊缝，设置焊接圆弧焊缝的电流分别I₂、电压U₂和焊接速度v₂；