[發(fā)明專利]一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810485725.2
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108647465A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 嚴春妍;吳立超;劉進;張磊;紀秀林;趙建華
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，采用CO₂氣體保護焊焊接，包括以下步驟：

步驟一：確定建模所需參數(shù)包括：摩托車后平叉所用材料、后平叉?zhèn)裙艹叽纭⒑笃讲孢B接橫管的長度、后平叉連接橫管的厚度，后平叉端部圓管的尺寸和后平叉端部圓管的壁厚；基于摩托車后平叉的對稱性，根據實際尺寸利用Solidworks建立后平叉的實體一半的模型，再利用Visual Mesh進行網格劃分；

步驟二：設置焊件初始溫度為20℃，對流、輻射、相變潛熱參數(shù)；根據焊接方法選取熱源模型并設置模型參數(shù)，選取熱源模型：采用雙橢球熱源模型并根據實際測量的焊接熔池形貌參數(shù)設置熱源模型參數(shù)包括前半軸熱輸入Q_f、后半軸熱輸入Q_r、橢球的前半軸尺寸a_f和后半軸尺寸a_r、熱源最大半寬b和最大深度d；

在本模型中焊接熱輸入可以用如下公式計算：

Q＝ηUI (1)

其中Q是有效焊接熱輸入；η是CO₂氣體保護焊的熱效率；U是焊接電壓，I是焊接電流。

步驟三：根據實際CO₂氣體保護焊使用的電流范圍，設置側管和連接橫管間焊接的電流I₁、電壓U₁和焊接速度v₁，采用對稱同向同時施焊；確定端部圓管和側管之間的連接總計焊縫數(shù)量，先同時對稱焊接短直焊縫，設定預設時間，經過預設時間后再同時對稱焊接圓弧焊縫，設置焊接圓弧焊縫的電流分別I₂、電壓U₂和焊接速度v₂；

步驟四：定義材料熱物理性能參數(shù)，包括母材、填充焊絲的固相線溫度和液相線溫度、密度ρ、比熱容C、不同方向的熱導率、不同方向的線膨脹系數(shù)、彈性模量E、泊松比ν、屈服強度、應變硬化模量，利用SYSWELD數(shù)值模擬軟件對摩托車后平叉CO₂氣體保護焊分別進行不同熱輸入下的應力、應變場有限元分析，得出焊接殘余應力分布和殘余應變分布的云圖；

步驟五：通過分析焊接殘余應力、應變場的模擬結果，應選擇殘余應力峰值水平、殘余應變水平低的焊接工藝參數(shù)組合，從而確定最優(yōu)焊接工藝參數(shù)。

2.根據權利要求1所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，網格劃分時焊縫及熱影響區(qū)網格較細、邊長為1.5mm，遠離焊縫的母材部分網格較粗大、邊長為2.5mm。

3.根據權利要求1所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，步驟2中CO₂氣體保護焊的熱效率η取0.85。

4.根據權利要求1所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，摩托車后平叉所用材料為Q345D，后平叉?zhèn)裙艹叽鐬?0×20×460mm、連接橫管的長度為45×25×200mm、厚度為4mm，端部圓管尺寸為φ36×40mm、壁厚為3mm。

5.根據權利要求4所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，步驟三中設置側管和連接橫管間焊接的電流分別I₁取210A、225A、235A，電壓U₁為20V，焊接速度v₁為5mm/s。

6.根據權利要求5所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，步驟3中設置焊接圓弧焊縫的電流I₂分別取190A、210A、225A、235A，電壓U₂為20V，焊接速度v₂均為5mm/s。

7.根據權利要求6所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，步驟3中確定端部圓管和側管之間的連接總計焊縫數(shù)量為4條。

8.根據權利要求7所述的一種摩托車后平叉焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征是，所述預設時間設為20s。