LiToTherm热仿真软件模拟典型焊接工艺

     

     

     

(a) 平面高斯热源、(b) 双椭球热源、(c) 锥体热源  

LiToTherm移动热源模型  

LiToTherm目前可完成两种常用焊接工艺仿真:

（a）脉冲焊接：用户可自定义脉冲周期（频率）、脉冲电流（电流电压）、占空比等核心参数，模拟脉冲电弧“周期性能量输出”的热循环特征。  

（b）摆动焊接：可自定义焊枪轨迹（正弦）、幅值、频率及停留时间，可满足厚板焊接、间隙较大接头焊接中“增加熔宽、改善熔池流动性”的工艺需求。

   

   

(a) 脉冲焊参数设置 、(b) 摆动焊参数设置  

LiToTherm焊接技术参数设置  

LiToTherm创建焊接流程    

LiToTherm软件的焊接功能采用生死单元技术开发，其焊接创建核心流程及关键步骤如下：  

步骤1：模型准备  

需提前准备焊接仿真所需的基础素材，包括网格模型、焊缝单元集 合与焊趾路径。

网格模型与焊缝单元集 合  

焊趾路径

步骤2：调用自动创建生死单元(Auto-Gen MC)功能模块  

基于生死技术策略，借助Auto-Gen MC 功能实现自动化操作，具体可完成单元集 合创建、生死单元设置及分析步生成。

(a) 操作过程  

(b) 效果展示  

自动化创建生死单元和setup热分析步  

步骤3：体热流工况设置  

施加体热流时，选择UserDefine（用户自定义）选项，依次完成焊接参数设置、双椭球热源类型选择及焊接路径选取，具体参数设置如下。  

     

     

体热流工况设置

     

   

 

步骤4：求解与查看焊接结果  

完成上述所有设置后，启动求解计算，并查看焊接全过程仿真结果。  

   

   

(a) 侧面视角、 (b) 顶部视角    

焊接全过程结果展示    

 

圆管接头深熔焊    

圆管接头焊接热源采用锥体模型，对应的焊缝截面与热源设置如下图。该焊缝的热流密度从顶部的中心最高点沿径向向下逐渐衰减。这种分布特性完美契合了环焊缝的熔深形貌。  

   

   

焊缝截面与热源设置

   

   

(a) 焊接前半部分、 (b) 焊接后半部分    

圆管接头深熔焊过程

 

T形接头脉冲焊    

T形接头焊接热源采用脉冲技术，对应的焊缝截面与参数设置如下图。此脉冲技术使焊接电流在高峰值和低基值之间周期性切换，峰值电流形成强有力的电弧，熔化母材形成熔滴并实现深熔；基值电流则让熔池短暂冷却凝固，同时维持电弧稳定。  

   

   

T形接头焊缝截面与脉冲焊接参数设置

T形接头脉冲焊过程  

钢板结构摆动焊    

钢板结构的移动热源采用摆动焊技术，对应的焊缝截面与参数设置如下图。焊枪在沿焊缝方向（z向）匀速前进的同时，其喷嘴按预设正弦形，在垂直于焊接方向（XY方向）上进行周期性摆动，能够均匀地覆盖并加热整个焊缝。

   

   

钢板结构焊缝截面与摆动焊接参数设置

钢板结构摆动焊过程  

   

   

LiToTherm 热仿真软件目前已完成焊接模拟的核心功能开发，涵盖多种移动热源模型与脉冲、摆动等典型的焊接工艺，可高效地呈现焊接热循环、熔池行为及温度场特征，为工艺预研和参数优化提供了有效工具。    

未来，LiToTherm 将聚焦实际工业焊接需求，深度对接钢结构、压力容器、航空航天等领域的工程场景，持续提升仿真的工业适配性与实用性。励颐拓团队秉承独立自主路线，致力于打造国产自主可控的CAE仿真软件。团队将持续关注工热仿真领域，以用户为中心，不断改进算法，提高软件能力。