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随着工业科技的发展，激光拼焊工艺在航天、航海、汽车、机械加工等行业中的应用越来越多。较之传统焊接工艺，通过激光拼焊工艺获得的拼焊板具有良好的冲压成形性能，并且其焊缝区体积小，拉伸强度较高。在生产汽车的车身时，通过激光拼焊技术可以减轻车身重量，提高冲压成型率和车身的机械结构性能。研究表明，焊缝的形状和焊缝区、HAZ（热影响区）的晶粒尺寸对拼焊板的抗拉强度、成形性能等有很大的影响。基于有限元分析软件对焊缝形状、晶粒大小进行预测，及时对焊接工艺做出调整和优化，可以实现对焊缝形状、晶粒大小的控制。因此本研究基于机械结构有限元分析，针对深冲钢拼焊板，创建了焊缝形状和晶粒大小的预测模型，并且进行了相关模拟，对于优化激光拼焊工艺具有十分重要的意义。
采用快速轴流CO2激光拼焊设备对St12、St16深冲钢激光拼焊板进行单面焊双面成形焊接。
焊缝与深冲钢板的轧制方向呈90°，沿压缩轴方向将模拟变形的试样从直径1/3处剖开，置入2%~4%HNO3溶液中进行腐蚀，制取金相试样。完成金相试样的制备后，使用光学显微镜观察其金相组织并进行分析。焊接试验中选用的深冲钢板尺寸为500mm×270mm×1.2mm。若对整体试件进行有限元建模，因计算量大、耗时长，使得建模较为困难，所以选取试件焊缝附近的一小块区域创建三维有限元模型，其中模型的热分析单元为Solid70，模型尺寸25mm×5mm×1.2mm。
焊缝形状具有较大的异样性，在模拟过程中会形成一定的系统误差，为了减小系统误差，在试件不同的区域进行不同疏密程度的网格划分，焊缝较远的区域，网格划分较为稀疏，焊缝和热影响区（HAZ）网格划分比较稠密，网格尺寸较小，为0.1mm×0.1mm×0.2mm，小于光斑直径。因焊缝平面具有对称性，只需建立单侧模型。
试验选用拼焊板厚度较薄（1.2mm），焊接时输出功率较小，所以确定为传导焊，热源模型为高斯热源模型。通过APDL编程的LOOP循环完成光源的移动，编程时设置100个载荷步实现热源的加载。为了令移动热源的加载符合实际的移动热源特性，需用重贴加载法进行加载即每进行完一步载荷的加载后，该步载荷不予保留，去除后再加载下一步载荷。该模型下的边界条件是指在激光拼焊时，拼焊板和外围环境对流与辐射换热。
在激光拼焊过程中，焊缝区发生了液化，试样吸收大量的热量，在一次结晶时，试样又释放大量的热量，所以在计算温度场时不能忽略相变潜热对温度场的影响。
材料的热物理参数如比热容、导热系数等，在常温和高温条件下确定方法不一样，在常温下可以通过查阅相关文献获取；在高温条件下，就需根据实际情况利用插值法和外推法求出。创建三维瞬态温度场模块时，输出和输入参数都是通过矩阵来展现的。
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