汽车车身覆盖件激光-MIG复合焊接数值模拟

司中祺 张晓鸿

摘要：为研究激光-MIG复合焊接汽车车身覆盖件工艺可行性，利用CATIA软件建立了车顶和侧围的对称几何模型，然后使用SYSWELD对复合焊接的温度场及应力应变进行了仿真计算，得到了车顶和侧围在复合焊接过程中的温度及应力变化。结果表明，铝合金车身覆盖件激光-MIG复合焊接温度场不沿焊缝中心线对称分布，最高温度出现在热源前端，且侧围温度偏高。车顶和侧围焊缝下表面平均热应力高于上表面，且上表面最大应力与下表面最大应力相差5 MPa;焊接变形沿着焊接线两侧，且沿着车顶和车柱两侧分布较为明显。

关键词：激光-MIG复合焊;铝合金;车身覆盖件;数值模拟

1、引言

在汽车制造工业的发展历程中，汽车的轻量化始终是研究的重要方向。为了减轻汽车重量，使用轻合金是降低车身重量最常用的方法[1]。汽车覆盖件作为主要部件，在制造中广泛的应用铝及铝合金。但它具有材料薄、尺寸大、表面质量和尺寸精度要求高等特点，且铝合金因为易氧化和热变形大等特性制约了其在汽车制造中的广泛应用[2]。

因此，将激光和电弧有机复合，不仅可以改善铝合金的焊接质量，同时可以有效控制焊接变形。本文结合已有激光-MIG复合焊接理论和实验结果，建立了车身覆盖件激光-MIG复合焊接物理数学模型，研究了激光-MIG复合焊焊接车身覆盖件过程中的温度场和应力变形规律，这对扩大激光-MIG复合焊技术在汽车铝合金焊接中的应用，推动汽车轻量化发展具有十分重要的意义。……