的升高，当达到最高点时，随时间的增加，温度又由高到低，最后都是在冷却时，逐渐趋于固定值，即降到焊件的平均温度为止。图焊件正中间各点的热循环曲线焊接变形的结果计算与分析为了使焊件的焊接变形值更加明显，本节所使用的各组图皆扩大了倍。为了能够更好的对比出焊接件，在焊接过程中和冷却过程中的变形值的对比情况，本文分别在焊接过程中和冷却过程中，各取了个点。分别为。图焊件的纵向焊接变形时的纵向焊接变形时的纵向焊接变形时的纵向焊接变形的纵向焊接变形图为焊件在焊接在时，纵向焊接变形的正向最大值为。焊件在焊接过程中，纵向焊接变形变化较大，因温度的受热不均匀，在热源中心处焊件变形比较大，出现了比较大的凸起，纵向焊接变形值沿着焊缝逐渐增大。冷却过程中，焊接变形的变化没有焊接过程中那么剧烈。时的横向焊接变形值相对时的变形值只改变了，在焊接过程中时的纵向焊接变形值相对与时的纵向焊接变形值变化却为。并且焊件的横向变形出现了负向值，而且负向值也是先增大后缩小，表明在焊接过程中，纵向先是膨胀，然后收缩。图焊件的横向焊接变形时的横向焊接变形值时的横向焊接变形值时的横向焊接变形值时的横向焊接变形值从图所示，时的横向变形值为，时的横向变形值为，时的横向变形值为，时的横向变形值。并且四张图都有个特点是，焊件的横向焊接变形沿着方向是依次增大的，横向焊接变形在焊件的两端为最大，并且在横向焊接变形的数值从到是依次减少的。出现此种情况的原因是焊缝长度上的各点温度不致，在热源附近的焊件热膨胀变形不但受到板厚深处，而且受到前后温度较低的金属限制和约束而承受压力，使其在宽度方向上产生了变形横向变形沿焊缝长度上的分布不均匀，是因为先焊的焊缝的横向收缩对后焊的焊缝产生了个挤压作用，使后者产生更大的横向变形。图图图图图总焊接变形的焊接变形，的焊接变形，的焊接变形的焊接变形图焊件在，时的总焊接变形。时，焊件的焊接变形最大值为，时，焊接变形最大值为，时，焊件的焊接变形最大值为，时的焊接变形最大值为。数据表明，焊接过程中焊接变形最为明显，冷却过程中，变形相对较为平稳，并且冷却过程中，总变形发生了回落，由减少到。从图中可以看出，在焊接过程中，焊缝处受热向外膨胀，且由于局部受热过大，造成热源处凸起。焊接后由于温度的降低，膨胀开始消失，甚至在焊缝出处产生压缩变形。因计算时所加约束条件仅限制焊件的刚性位移，所以在图中焊接变形明显，特别是扭曲很大。焊接收缩力法计算焊接变形根据文献可知焊接变形主要是由于在焊接过程中受热不均匀产生变形，而焊缝冷却收缩使焊关于热影响区的相变和组织性能的预测，最初是根据图结合热计算来预测组织和硬度的，随着研究工作的不断深入，开始重视温度相变和热应力之间的耦合效应。组织的发展，它是焊缝金属成分和焊接参数的函数，适合于任何合金系统。等发展了个综合的计算机程序，提供了大约个冶金计算法，可用于非合金钢合金结构钢调质织性能的预测优化，以及对工艺参数的选择是个非常重要的课题。美国国家试验室的等人对焊缝金属中显微组织的建模进行了较全面深入的研究，并试图用个通用和集成的模型来预测焊缝和气体吸收焊缝金属的结晶溶质的再分配和显微偏析气孔夹渣和热裂纹的形成热影响区在焊接热循环作用下发生的相变和组织性能变化，以及氢扩散和冷裂纹等的预测。为保证接头质量，对焊接冶金过程和焊接接头组矩阵运算函数库，建立了温度场数值模拟后处理系统。该系统通过位置和时间步设置，实现了任意位置和时刻温度场的三维等高线横截面纵截面和循环线的显示。焊接冶金分析焊接过程冶金分析包括焊接熔池中的化学反应的实现了单元活死活过程，最终形成了可以引导技术人员完成复杂的凝固裂纹数值模拟的自动前处理系统。并以为中心计算软件，利用为主要编程语言，借助及网格划分材料性能参数输入和焊接参数输入的输入模块，实现了参数的输入预览等基本功能同时编制了时间函数自动生成模块，实现了用时间函数来描述焊接工程中的电弧热输入设计了单元死活时间自动计算模块，成功工件表面，解决了电弧产热问题通过淬液法测试金属的固相分数随温度变化率，并考虑熔池内流体流动对整个温度场的影响，建立了二维焊接凝固裂纹温度场计算模型。文献在的基础上，建立了包括个统的电弧电极处理系统对和焊接时电极的温度进行了数值预测，该二维模型可在任何给定电流焊接气体和电极形状下进行分析。文献首次将电弧看作辐射状并呈高斯分布的二维热流作用于工个统的电弧电极处理系统对和焊接时电极的温度进行了数值预测，该二维模型可在任何给定电流焊接气体和电极形状下进行分析。文献首次将电弧看作辐射状并呈高斯分布的二维热流作用于工件表面，解决了电弧产热问题通过淬液法测试金属的固相分数随温度变化率，并考虑熔池内流体流动对整个温度场的影响，建立了二维焊接凝固裂纹温度场计算模型。目前，降低焊接残余应力和预防焊接变形的措施主要靠经验积累，缺少定量的理论指导。对残余变形的矫正会恶化材料力学性能，降低强度。如果能够根据结构和材料提供定量的设计和加工工艺，控制焊接变形以及减少甚至避免矫正，对于焊接结构有重大意义。在设计和施工时，充分考虑焊接应力和变形这特点是十分重要的。可见，对焊接应力和变形进行计算和分析有很重要的现实意义。为了深入了解焊接变形规律，许多科技工作者对些焊接结构建立数学模型，利用各种假设简化求解，得到解析表达式，利用生产实验结果进行修正总结推广得到该类结构焊接变形的数学表达式，以指导生产。这些数学公式实用与否的关键是所建立的数学模型能否突出影响变形的主要因素，忽略次要因素。经过多年的积累，人们以手册的形式总结出常见结构通用生产条件下的焊接变形规律，为工艺的合理制定提供有力支持。但对于许多实际结构而言，影响变形的因素过于复杂，难以用数学公式表述，而目前即使对于手册上已列出的公式，往往也只能提供半定量的指导，所以在些对焊接变形有非常严格要求的领域，如核能航空等大结构的生产，仅靠经验公式是难以达到要求的，需要发展能降低实验成本，缩短制造周期，但同时可提供定量指导的新技术。其中计算机模拟仿真便是十分有效的技术。计算机技术的飞速发展在各个领域都引起了巨大变化，并渗透到各领域的各个分支。计算机技术在焊接中的应用也已十分深入广泛。为了控制焊接变形而采用的数值模拟技术在焊接领域计算机应用中占有重要位置，如图所示焊接数值模拟技术图焊接应力变形分析在焊接数值模拟技术中的位置随着数值分析与计算能力的提高，目前对于很复杂的数学模型可求其数值解，所以可以对许多问题做出较解析公式更为全而的数学描述，并可以分析出关键因素的影响。这样，可以用数值方法仿真实际的物理过程，因而有时被称为数值实验。在应用中，与完全靠经验或经验公式掌握的焊接变形规律相比，数值模拟方法有下述优点可以缩短生产周期，降低确定工艺所做实验的成本可以深入理解焊接现象，为控制焊接应力与变形提供更多的信息。例如高能量密度热源焊接条件下温度场的变化，构件中的三维应力分布与演变过程，熔池中的流场等难以利用实验直接观察的过程，都可以通过数值模拟的方法仔细研究，并得出定的有用信息。所以，焊接过程的数值模拟不仅能加深对复杂焊接现象本质的认识，而且更重要的是提出科学的定量依据，优化结构设计和焊接工艺，提高构件的质量和工作性能。我国的焊接工艺迄今仍基本依靠实验方法进行控制和调整，但对大型工件而言，通过实际工件实验的调整，以改进工艺的代价是十分昂贵的，因而结合定模拟焊件的测试，采用计算机对焊接过程进行数值模拟并进行工艺优化，提高热加工精度与效率，是现代的经济的科学的方法。因此，工件热加工工艺数值模拟与工艺优化研究的开展与实际应用，既有重要的科学技术意义，又能产生重大的经济效益。焊接数值模拟在国内外发展研究现状年，丹麦人首次用计算机有限差分法进行铸件凝固过程的传热计算，进入年代，更多的国家加入到这个研究行列，并从铸造逐步扩展到锻压热处理焊接。我国焊接界数值模