磁脈沖焊接技術(shù)是一種新型的焊接技術(shù),可實現(xiàn)異種輕量金屬的焊接,彌補傳統(tǒng)焊接的不足,且整個焊接過程無廢料的產(chǎn)生,對壞境友好,滿足國家智能制造和環(huán)保的需求。但目前磁脈沖焊接的工作效率較低,焊接效果不理想,限制了磁脈沖焊接技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。磁脈沖焊接技術(shù)的工作原理主要為:脈沖電流流過工作線圈,線圈周圍產(chǎn)生的磁場,使內(nèi)部的工件受到洛倫茲力的作用加速運動撞擊基板,形成焊接。整個過程中工作線圈形狀決定飛板與基板碰撞時的碰撞角度,系統(tǒng)的放電電流決定了工件移動的速度與加速度,兩者都對焊接效果有著重要的影響。故為了提高磁脈沖焊接技術(shù)的工作效率與焊接效果,擴大磁脈沖焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍,本文首先介紹了磁脈沖焊接的形成機理以及影響因素,隨后對磁脈沖焊接電氣系統(tǒng)中的影響因素進行分析與優(yōu)化。本文首先對常見的集磁器進行了簡化數(shù)值分析,計算出內(nèi)部管件的磁場與渦流大小,并在常見集磁器形狀的基礎(chǔ)上進行改進,設(shè)計了凹型集磁器,采用ANSOFT MAXWELL軟件對凹型集磁器與常見集磁器進行了對比仿真,發(fā)現(xiàn)采用凹型集磁器提高了焊接區(qū)域磁場強度,凹型集磁器具有更高的形狀參數(shù),通過實驗也驗證了仿真結(jié)果的正確性。其次對平板焊接中常用... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

松散耦合流程圖

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文4應(yīng)變分布[26]。J.Unger等人在Oliveira的基礎(chǔ)上建立了結(jié)構(gòu)、電磁與溫度場3D耦合模型，考慮了三個物理場之間的相互作用[27]-[29]。Uhlmann等人建立了板材變形過程中對稱與非對稱的有限元分析模型[30]。邱立等人進一步分析了工件的動態(tài)電磁模型，實現(xiàn)大工件變形過程電磁、結(jié)構(gòu)場耦合[7]。崔曉輝，莫建華等人利用ANSYS軟件，建立了磁脈沖成形過程中電磁場-結(jié)構(gòu)場之間迭代耦合3D模型[31]。Zhang等人用LS-DANA軟件對磁脈沖焊接過程進行仿真，預(yù)測了焊接過程中焊接界面的碰撞速度和溫度分布[32]。對磁脈沖焊接分析的方法也開始由松散耦合法逐漸貼近順序耦合法，由對磁脈沖焊接的靜態(tài)分析轉(zhuǎn)向動態(tài)分析。順序耦合法又稱為全耦合法[33],該方法是先從電磁場的分析結(jié)果中得到工件每個節(jié)點的力大小，然后將各個節(jié)點力代入到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)場中，從結(jié)構(gòu)場中得到工件的變形過程[34-35]。隨后再根據(jù)工件的變形，更新電磁場中的模型分布，進行下一步的電磁場，反復(fù)迭代直至達到要求的精度后結(jié)束，順序耦合法整個流程如圖1.2所示。由于順序耦合法實現(xiàn)了電磁場和結(jié)構(gòu)場之間的雙向耦合，其分析結(jié)果相對松散耦合法精度較高。圖1.2順序耦合法流程圖[35]Fig.1.2Flowchartofsequentialcouplingmethod[35]②線圈和集磁器形狀焊接過程中，焊接工件將受到極大的洛倫茲力，由于力的相互作用，工作線圈也會受到相同大小的反作用力，導(dǎo)致工作線圈易炸裂，變形損壞，故磁脈沖焊

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文6(a)集磁器示意圖(b)不對稱集磁器電流示意圖[40]圖1.3集磁器示意圖Fig.1.3Fieldshaperdiagram圖1.4集磁器發(fā)展過程Fig.1.4Thedevelopmentprocessoffieldshaper目前多采用集磁器和線圈配合對焊接工件進行加工，將外部線圈中的多匝電流通過電磁感應(yīng)，集中到焊接工作區(qū)，使更多的電流分布在所需要的焊接位置，減少電流的分散提高焊接區(qū)域的磁場強度[6]。并通過集磁器減少線圈受到的作用力，延長了線圈的使用壽命，并且在線圈不變的條件下，采用不同尺寸的集磁器


本文編號：3211469