基于残余应力和微观组织形貌的铝合金CMT焊接接头薄弱环节的预测

采用数值模拟与实验相结合的方法预测3道冷金属过渡(CMT)焊接接头的薄弱环节。通过有限元方法预测焊接接头中残余应力的分布特征；通过金相实验获得焊接接头中不同特征区域的微观组织形貌特征。接头对称面上的最大主应力值最高，故该区域在服役过程中较易产生拉伸裂纹。第一次层间冷却结束后，焊缝金属与基板的交界面上因等效von-Mises应力最大而具有较高的裂纹敏感性。根据金相分析结果，第3道焊缝中晶粒最为粗大，而层间的熔合区则具有粗大的晶间析出物组织特征，两种现象均意味着较差的力学性能。焊接接头中最为薄弱的区域则位于分别通过数值方法和实验方法得出的薄弱区域的交叉区域。