基于體熱源的激光透射焊接PA66溫度場模擬

孟冬冬,伍彥偉,范彩連,蔡　野

(江蘇大學 機械工程學院,江蘇 鎮江　212013)

基于體熱源的激光透射焊接PA66溫度場模擬

孟冬冬,伍彥偉,范彩連,蔡野

(江蘇大學 機械工程學院,江蘇 鎮江212013)

摘要目前國內激光透射焊接溫度場模擬大多采用面熱源,無法考慮炭黑含量的影響。為此,文中使用Ansys的APDL語言構建了基于體熱源的三維瞬態有限元模型,采用該模型對PA66的激光透射焊接溫度場進行了模擬,并將模擬結果與面熱源下的模擬結果、實驗結果分別進行對比。結果發現,由體熱源模型模擬得到的焊縫熱影響區形貌與實際熱影響區形貌較為接近,模型預測的熱影響區尺寸也與實測值保持著較高的吻合度,表明體熱源能較好地表征炭黑含量對焊接結果的影響,并在溫度場模擬方面明顯優于面熱源。

關鍵詞激光透射焊接;溫度場;體熱源

Temperature Field Simulation of Laser Transmission WeldingPA66 Based on Volumetric Heat Source

MENG Dongdong,WU Yanwei,FAN Cailian,CAI Ye

(School of Mechanical Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212000,China)

Keywordslaser transmission welding;temperature field;volumetric heat source

激光透射焊接是一種新型塑料焊接方式,具有熱影響區小、外觀質量好、焊縫精密、牢固、密封性好,振動應力和熱應力小等優點,在微電子制造、生物醫學植入體、汽車、包裝等領域得到越來越廣泛的應用[1-2]。激光透射焊接原理如圖1所示,透光層材料和吸收層材料在夾緊力作用下搭接在一起,激光束穿過透光層材料,被吸收層材料吸收進而轉化為熱量,將界面附近的上下層材料熔化,熔化區域冷卻后上下層材料即在接頭處形成連接。

圖1　激光透射焊接原理圖

激光透射焊接實驗研究對實際生產具有直接指導意義。然而,純粹的實驗研究不僅耗時耗力,且實驗過程中激光的輻射、塑料的燃燒分解等會對人體健康造成威脅。……