[发明专利]一种摩托车后平叉焊接工艺参数的优化方法

摘要

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。

主权项

1.一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℃，对流、辐射、相变潜热参数；根据焊接方法选取热源模型并设置模型参数，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Qf、后半轴热输入Qr、椭球的前半轴尺寸af和后半轴尺寸ar、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；步骤四：定义材料热物理性能参数，包括母材、填充焊丝的固相线温度和液相线温度、密度ρ、比热容C、不同方向的热导率、不同方向的线膨胀系数、弹性模量E、泊松比ν、屈服强度、应变硬化模量，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，得出焊接残余应力分布和残余应变分布的云图；步骤五：通过分析焊接残余应力、应变场的模拟结果，应选择残余应力峰值水平、残余应变水平低的焊接工艺参数组合，从而确定最优焊接工艺参数。