鋁合金／鋼的復(fù)合結(jié)構(gòu)綜合了鋁合金密度低、耐腐蝕性好和鋼價格低廉的優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。由于鋁合金和鋼的熱物理性質(zhì)差異巨大,熔-釬焊接是目前二者最有效的焊接工藝之一。鋁合金/鋼熔-釬焊接過程中鋁合金熔化與填充金屬混合形成熔焊接頭,同時二者在鋼板表面鋪展與不熔化的鋼母材形成釬焊接頭。液態(tài)鋁合金在鋼板表面潤濕鋪展的過程中,兩者之間發(fā)生合金元素擴散,可能生成脆性Fe-Al金屬間化合物,降低接頭的性能。因此,熔池金屬的動態(tài)行為和釬焊界面熱過程直接決定了焊接過程的穩(wěn)定性以及焊縫最終成形、力學(xué)性能。通過數(shù)值分析方法定量分析熔-釬焊接過程中熔池的溫度場和流場具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價值。基于采集的脈沖MIG焊接電流和電弧電壓的實測值,計算得到了焊接功率的脈沖波形,并對焊接電流和焊接功率的脈沖特性進行方波擬合。除焊接電流峰值不隨送絲速度的增加而變化外,焊接電流的基值、占空比、頻率和焊接功率的基值、峰值、峰值占比都隨送絲速度的增加而增加。基于對電弧周期性變化和熔滴過渡圖像信息的采集,分析了鋁合金/鋼搭接MIG電弧熔-釬焊接過程電弧形態(tài)特點及熔滴過渡過程。由于鋁合金和鋼物理性質(zhì)的差異、搭接接頭和焊槍... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 鋁合金/鋼MIG熔-釬焊接工藝研究現(xiàn)狀
    1.3 熔-釬焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 溫度場
        1.3.2 應(yīng)力場
        1.3.3 流場
    1.4 熔池的動態(tài)鋪展研究現(xiàn)狀
        1.4.1 液體鋪展理論
        1.4.2 液態(tài)金屬鋪展工藝實驗
        1.4.3 熔滴鋪展數(shù)值分析
    1.5 本課題的研究內(nèi)容
第2章 鋁合金/鋼脈沖MIG電弧熔釬焊工藝實驗
    2.1 焊接方法
    2.2 電信號采集
    2.3 電弧形態(tài)與熔滴過渡圖像
        2.3.1 脈沖電弧形態(tài)
        2.3.2 熔滴過渡
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鋁合金/鋼脈沖MIG熔-釬焊數(shù)學(xué)模型
    3.1 鋁合金/鋼脈沖MIG電弧熔-釬焊接的特點
    3.2 模型的簡化
    3.3 幾何模型的建立
    3.4 控制方程組
        3.4.1 質(zhì)量守恒方程
        3.4.2 動量守恒方程
        3.4.3 能量守恒方程
        3.4.4 VOF方程
    3.5 初始條件及邊界條件
        3.5.1 模型的初始條件
        3.5.2 工件的邊界條件
    3.6 熱-力作用
        3.6.1 電弧和熔滴熱源能量分配
        3.6.2 電弧模型
        3.6.3 熔滴模型
        3.6.4 其它力模型
    3.7 材料的熱物理性能
    3.8 數(shù)值模型的計算
        3.8.1 VOF模型
        3.8.2 壓力隱式算子分裂算法
    3.9 本章小結(jié)
第4章 鋁合金/鋼脈沖MIG熔-釬焊數(shù)值分析結(jié)果
    4.0 模型的實驗驗證與誤差分析
    4.1 熔-釬焊接溫度場
        4.1.1 加熱過程熔池溫度場
        4.1.2 冷卻過程熔池溫度場
    4.2 熔-釬焊接流場
        4.2.1 加熱過程熔池流場
        4.2.2 冷卻過程熔池流場
        4.2.3 熔池的動態(tài)鋪展
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]激光+GMAW復(fù)合熱源焊接熔池與小孔動態(tài)行為的數(shù)值模擬[D]. 張皓庭.山東大學(xué) 2015
[2]TIG-MIG復(fù)合焊電弧形態(tài)及熔滴過渡行為研究[D]. 婁小飛.山東大學(xué) 2014
[3]純鈦與AZ31B鎂合金平板搭接TIG熔釬焊的數(shù)值模擬研究[D]. 馮可.重慶大學(xué) 2014
[4]鍍鋅層對鋁鋼電弧熔釬焊潤濕鋪展性及界面行為作用機理研究[D]. 時中星.江蘇科技大學(xué) 2014
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本文編號：2939387