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7A52超硬铝合金是军用车辆焊接构件的常用材料,本文以该合金双丝MIG焊接头的表面纳米化试验为基础,利用ANSYS有限元软件,对该焊接接头表面纳米化前后的残余应力进行了有限元分析。旨在从理论上深入探讨表面纳米化对焊接残余应力的影响规律,从而为7A52铝合金焊接接头表面纳米化的试验研究提供理论指导。取得的主要结果和结论为:(1)焊接温度场计算结果表明:采用ANSYS的“生死”单元技术实现了多层焊中焊缝填充的动态过程,与真实试验过程基本吻合。焊缝区的最高温度可达到837℃,与理论计算结果一致。(2)焊接应力场计算结果表明:焊缝区的纵向残余应力均为拉应力。沿板宽方向,拉应力数值在24～99MPa之间;而沿焊缝方向,最大值为68MPa。焊缝区的横向残余应力既有拉应力,也有压应力。沿板宽方向,均为拉应力,最大值为22MPa;而沿焊缝方向,两端为压应力,最大值为16MPa,中间部位附近区域为拉应力,最大值为22MPa。(3)固溶-人工时效处理应力场计算结果表明:焊缝区的纵向残余拉应力有所减小。沿板宽方向,最大拉应力由固溶处理前的99MPa减小到56MPa;而沿焊缝方向,最大拉应力由固溶处理前的68MPa减小到56MPa。焊缝区的横向残余应力既有拉应力,也有压应力,与固溶处理前相比,拉应力减小,压应力增大。沿板宽方向均为拉应力,最大拉应力由固溶处理前的22MPa减小到18MPa;而沿焊缝方向,两端为压应力,最大压应力由固溶处理前的16MPa增加到17MPa,中间部位附近区域为拉应力,最大拉应力由固溶处理前的22MPa减小到18MPa。(4)表面纳米化应力场计算结果表明:随着高能喷丸时间的增加,沿板宽和焊缝方向的纵向、横向残余应力的变化规律为,拉应力逐渐减小并转化为压应力,压应力逐渐增大,高能喷丸饱和时间为30min。焊缝区的纵向残余应力既有拉应力,也有压应力。沿板宽方向,最大拉应力由高能喷丸前的56MPa减小到27MPa,最大压应力由高能喷丸前的10MPa增大到27MPa;沿焊缝方向,最大压应力为13MPa,最大拉应力由高能喷丸前的56MPa减小到27MPa。焊接接头各区的横向残余应力均为压应力。沿板宽方向,最大压应力为20MPa;沿焊缝方向,最大压应力由高能喷丸前的17MPa增加到39MPa。