目前,隨著人們環(huán)保節(jié)能意識逐漸提高,輕型汽車已成為世界汽車發(fā)展的趨勢。輕型汽車即指汽車輕量化。鋁合金密度低,比強度高,儲量豐富,是汽車輕量化的首選材料。然而鋁合金激光焊中下塌,氣孔等不可避免的焊接缺陷仍是試驗與工程難題。因此,研究鋁合金激光焊工藝參數(shù)對焊縫性能的影響具有重要的現(xiàn)實價值。本文以4mm厚的6061-T6鋁合金作為研究對象,通過對其激光焊接頭宏觀形貌、微觀特征、力學性能、腐蝕性能等的檢測,以及采用ABAQUS軟件對其焊接溫度場及應力場的模擬分析,得到如下結(jié)論:激光自熔焊試驗中,激光焊工藝參數(shù)對6061-T6鋁合金焊縫宏觀形貌有顯著影響。適當?shù)碾x焦量（Af）,激光功率（P）和焊接速度（v）可以顯著降低焊縫中的氣孔率。最優(yōu)工藝參數(shù)為:P=4.8kW,△f=-1mm,v=30mm/s。熔合線附近為柱狀晶體結(jié)構,生長方向垂直于熔合線。焊縫中心是細小的等軸晶和樹枝狀結(jié)構,晶粒尺寸細小且與母材尺寸相差明顯。雖然激光能量集中,但加熱速度快,冷卻速度快的特點,使得鋁合金激光焊的熱影響區(qū)很窄。X射線衍射和掃描電鏡分析的結(jié)果表明,6061-T6鋁合金激光焊焊縫區(qū)域中存在明顯偏析。6061-T6鋁... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景與選題意義
    1.2 鋁合金激光焊接
        1.2.1 鋁合金激光焊接的難點
        1.2.2 鋁合金激光焊接的優(yōu)點
    1.3 鋁合金激光焊接的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)鋁合金激光焊接研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外鋁合金激光焊接研究現(xiàn)狀
    1.4 鋁合金激光焊接模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.1 激光焊接熱源模型
        1.4.2 激光焊接熔池小孔模擬
        1.4.3 激光焊接溫度場模擬
        1.4.4 激光焊接應力場模擬
    1.5 課題研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設備以及方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 材料成分
        2.1.2 焊前準備
    2.2 焊接設備及試驗過程
        2.2.1 焊接設備
        2.2.2 焊接試驗過程
    2.3 焊接接頭分析試驗
        2.3.1 焊接接頭組織分析
        2.3.2 焊接接頭力學性能試驗
        2.3.3 焊接接頭元素成分及物相分析
        2.3.4 焊接接頭耐蝕性試驗
    2.4 激光焊接過程的數(shù)值模擬
第3章 鋁合金激光焊接頭宏觀形貌和微觀特征
    3.1 引言
    3.2 工藝參數(shù)對激光自熔焊焊縫表面形貌的影響
        3.2.1 離焦量對焊縫成形的影響
        3.2.2 激光功率對焊縫成形的影響
        3.2.3 焊接速度對焊縫成形的影響
    3.3 工藝參數(shù)對激光-MIG復合焊焊縫表面形貌的影響
    3.4 激光自熔焊與激光-MIG復合焊表面形貌對比
    3.5 工藝參數(shù)對激光自熔焊焊縫宏觀截面形貌的影響
        3.5.1 氣孔缺陷產(chǎn)生機理與控制措施
        3.5.2 離焦量對焊縫宏觀形貌的影響
        3.5.3 激光功率對焊縫宏觀形貌的影響
        3.5.4 焊接速度對焊縫宏觀形貌的影響
    3.6 激光自熔焊與激光-MIG復合焊接頭宏觀形貌對比
        3.6.1 激光自熔焊與激光-MIG復合焊宏觀橫截面形貌對比
        3.6.2 激光自熔焊與激光-MIG復合焊接頭中氣孔率對比
    3.7 激光焊焊接接頭微觀組織分析
        3.7.1 焊接接頭各區(qū)域組織
        3.7.2 離焦量對焊接接頭微觀組織的影響
        3.7.3 激光功率對焊接接頭微觀組織的影響
        3.7.4 焊接速度對焊接接頭微觀組織的影響
        3.7.5 激光自熔焊接與激光-MIG復合焊接接頭微觀組織對比分析
    3.8 激光焊焊接接頭XRD分析
        3.8.1 焊接接頭XRD波峰強度
        3.8.2 母材及焊接接頭XRD物相分析
    3.9 激光焊焊接接頭元素含量及物相分析
        3.9.1 焊縫中心元素含量分析
        3.9.2 焊縫熔合線附近元素含量分析
        3.9.3 焊縫微觀組織
        3.9.4 焊縫熔合線附近顆粒物物相分析
    3.10 本章小結(jié)
第4章 6061 鋁合金激光焊接頭力學及腐蝕性能研究
    4.1 引言
    4.2 焊接工藝及參數(shù)對焊接接頭顯微硬度的影響
        4.2.1 激光自熔焊焊接接頭顯微硬度各層異性
        4.2.2 離焦量對激光自熔焊焊接接頭顯微硬度的影響
        4.2.3 激光功率對激光自熔焊焊接接頭顯微硬度的影響
        4.2.4 焊接速度對激光自熔焊焊接接頭顯微硬度的影響
        4.2.5 激光自熔焊接與激光-MIG復合焊接顯微硬度對比分析
    4.3 焊接工藝及參數(shù)對焊接接頭拉伸性能的影響
        4.3.1 母材拉伸性能
        4.3.2 激光自熔焊各組工藝參數(shù)下拉伸性能
        4.3.3 離焦量對激光自熔焊焊接接頭拉伸性能的影響
        4.3.4 激光功率對激光自熔焊焊接接頭拉伸性能的影響
        4.3.5 焊接速度對激光自熔焊焊接接頭拉伸性能的影響
        4.3.6 激光自熔焊與激光-MIG復合焊接頭拉伸性能對比
    4.4 拉伸斷口形貌分析
        4.4.1 母材斷口形貌
        4.4.2 離焦量對激光自熔焊拉伸斷口微觀形貌影響
        4.4.3 激光自熔焊與激光-MIG復合焊斷口宏觀形貌對比分析
        4.4.4 激光自熔焊與激光-MIG復合焊斷口微觀形貌對比分析
    4.5 激光自熔焊與激光-MIG復合焊焊縫耐腐蝕性能對比
    4.6 本章小結(jié)
第5章 鋁合金激光自熔焊溫度場及應力場分析
    5.1 引言
    5.2 溫度場的實測
        5.2.1 實測點布置方案
        5.2.2 溫度場的測量與結(jié)果分析
    5.3 激光焊數(shù)值模擬
        5.3.1 ABAQUS數(shù)值模擬簡介
        5.3.2 建立模型的基礎理論
        5.3.3 雙橢球熱源模型
    5.4 數(shù)值模擬過程
        5.4.1 建立數(shù)學模型
        5.4.2 建立物理模型
        5.4.3 添加材料屬性
        5.4.4 創(chuàng)建分析步驟
        5.4.5 相互作用
        5.4.6 添加載荷
        5.4.7 劃分網(wǎng)格
        5.4.8 提交作業(yè)
    5.5 數(shù)值模擬溫度場計算結(jié)果分析
        5.5.1 模擬焊縫橫截面與實際焊縫橫截面對比
        5.5.2 焊接試板表面模擬結(jié)果分析
        5.5.3 焊接試板縱截面模擬結(jié)果分析
        5.5.4 特征點熱循環(huán)曲線
    5.6 焊接工藝參數(shù)對溫度場模擬結(jié)果影響
        5.6.1 離焦量對模擬結(jié)果影響
        5.6.2 激光功率對模擬結(jié)果影響
        5.6.3 焊接速度對模擬結(jié)果影響
    5.7 熱應力分析
        5.7.1 熱應力產(chǎn)生原因
        5.7.2 米塞斯屈服準則
        5.7.3 熱應力云圖結(jié)果分析
        5.7.4 焊接加熱過程橫向應力應變分布討論
        5.7.5 焊接加熱過程縱向應力應變分布討論
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3529676