研究目的
对20毫米厚坡口双相不锈钢板混合焊接产生的温度场和应变场进行时空特性分析，并验证混合焊接的预测性热-机械模拟。
研究成果
该研究成功预测了串联混合激光-电弧焊接引起的角变形和纵向收缩，其结果与数字图像相关法（DIC）测量的位移一致。然而，该模型低估了角变形中的位移幅度，表明未来改进方向包括采用更真实的边界条件以及考虑凝固过程中的冶金现象。
研究不足
该研究忽略了熔池中发生的流体力学现象，并假设小应变，这可能导致对焊缝附近位移的低估。该模型也未充分考虑实际焊接条件，特别是夹持条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究对20毫米厚的超级双相不锈钢板材采用激光焊接与气体金属弧焊复合工艺，在COMSOL有限元软件中建立了三维非稳态数值模拟模型以预测残余应变。
2：样本选择与数据来源：
选用1.4507超级双相不锈钢板进行对接焊，通过植入工件内部的10支K型热电偶进行温度测量。
3：4507超级双相不锈钢板进行对接焊，通过植入工件内部的10支K型热电偶进行温度测量。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括Fronius混合焊接炬、Precitec光学头、Fronius TransPuls Synergic 5000 GMAW电源及Trumpf Yb:YAG Trudisk 6002激光源；材料包含超级双相不锈钢板材和Sandvik 25-10-4 L填充金属。
4：实验流程与操作步骤：
焊接在气体?；は陆?，热电偶插入工件内50毫米深的孔洞中，采用红外成像与数字图像相关(DIC)法测量温度场与应变场。
5：数据分析方法：
通过COMSOL三维非稳态数值模拟分析热场，力学模拟采用具有各向同性硬化的弹塑性行为模型。
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IR S40 FLIR camera
S40
FLIR
Used for thermal field acquisition during the welding process.
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Fronius hybrid welding torch
Fronius
Used for gas metal arc welding in the hybrid welding process.
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Precitec optical head
Precitec
Used for focusing the laser beam in the hybrid welding process.
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Fronius TransPuls Synergic 5000
TransPuls Synergic 5000
Fronius
GMAW source with a maximum intensity of 500 A used in the welding process.
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Trumpf Yb:YAG Trudisk 6002
Yb:YAG Trudisk 6002
Trumpf
Laser source with 6000 W maximal continuous power used in the welding process.
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K-type thermocouples
Used to characterize the thermal history inside the workpiece.
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VIC 3D correlation software
VIC 3D
Correlated Solution Company
Used for digital image correlation to estimate displacement fields.
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