碳纤维增强热塑性复合材料/钛合金激光焊接模拟仿真研究

为研究碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）与钛合金激光高速旋转焊接接头形成机理，探索工艺参数对接头质量的影响规律，建立了CFRTP/钛合金激光高速旋转焊接数学模型，利用有限元方法对焊接接头温度分布进行理论计算，分析了激光功率、焊接速度和光斑半径等工艺参数对接头熔宽和熔深的影响规律，并将理论计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明，利用有限元模拟仿真能够较好地预测CFRTP/钛合金接头的温度场分布；通过对温度场求解结果的数值分析，可以实现CFRTP/钛合金激光焊接过程中接头熔深、熔宽的预测；理论计算结果与试验结果基本吻合，表明模拟仿真能够为CFRTP/钛合金高质量激光焊接提供理论支持。