基于建立的三维粗糙表面模型、瞬态有限元模型与热接触模型, 研究了激光功率、焊接速率和夹紧力对激光透射焊接聚碳酸酯接触热导率的影响, 并对仿真结果与实验结果进行了对比。研究结果表明, 随着焊接速率的增大, 接触热导率减小, 且减小趋慢; 随着激光功率的增大, 接触热导率增大, 且增大趋慢; 在0~0.25 MPa的夹紧力范围内, 随着激光功率的增大, 接触热导率逐渐增大; 在较高的激光功率和夹紧力以及较低的焊接速率下, 能够得到较大的接触热导率; 所建立的数学模型能较好地预测接触热导率。
激光技术 激光透射焊接 热接触模型 接触热导率 体热源 曲面响应法 中国激光
2017, 44(12): 1202002
中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
为了提高碳纤热塑复合材料(CFRTP)/不锈钢激光直接连接(LDJ)数值模拟的准确性, 在实验的基础上拟合得到接触热导率计算公式, 建立了考虑界面接触热阻的三维有限元传热模型。理论仿真结果与实验结果的对比分析表明, 与传统模型相比, 热接触模型更符合实际情况, 可用于表征夹具压力对激光连接效果的影响。在激光功率为339 W、夹具压力为0.1 MPa时, 传统模型计算的相对误差为12.3%, 考虑接触热导率的热接触模型则将相对误差降至2.8%。该模型对提高激光直接连接数值模拟的准确性和工艺参数的优化选择具有重要价值。
激光技术 激光直接连接 有限元模型 热接触模型 接触热导率 夹具压力
