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热塑性塑料准同步激光透射焊接的三维有限元热传递模拟

DOI：10.1007/s40430-019-1969-3 期刊：Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 热塑性塑料的激光透射焊接是一种非接触式焊接工艺，可生产出美观且质量上乘的接合部位，同时产生较低的热应力和机械应力。本研究建立了一个三维传热模型，用于模拟热塑性塑料激光透射焊接的准同步变体工艺。通过热分析获取这种多道次焊接过程中的温度历史数据，采用ANSYS?有限元软件计算瞬态温度场，并通过ANSYS?参数化设计语言（APDL）中的子程序实现激光束的多道次移动。研究考察了激光功率、焊接速度、焊接道次数以及线能量等工艺变量对焊接过程中温度场的影响。所预测的温度分布、熔池形态及时间-温度历史结果，有助于优化准同步激光透射焊接工艺的参数设置。
作者： Bappa Acherjee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

建立一个三维传热模型，用于模拟热塑性塑料激光透射焊接的准同步变体，并研究工艺变量对焊接过程中温度场的影响。

研究成果

所开发的三维模型成功模拟了准同步激光焊接的瞬态温度场，结果表明由于残余温度累积，焊缝区温度随扫描次数增加而升高。该模型可预测实现预期焊缝尺寸和质量的最佳工艺参数，在优化准同步激光透射焊接工艺方面具有应用潜力。

研究不足

由于缺乏准同步激光焊接的实验装置，该模型通过间接方式进行验证，转而依靠轮廓激光焊接装置的实验结果进行验证。模拟所需的时间和磁盘空间较大，尤其是进行多次扫描时。

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