鋁合金與鐵合金的焊接件在強(qiáng)度、重量和耐腐蝕等關(guān)鍵性能參數(shù)上均具有顯著優(yōu)勢(shì),在航空航天、汽車制造行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,兩類合金的電阻率、導(dǎo)熱率、比熱容、熔點(diǎn)等物理參數(shù)相差較大,且兩者之間的固溶度較低,容易在界面處形成脆性的反應(yīng)層,難以通過(guò)熔化焊等傳統(tǒng)焊接方法實(shí)現(xiàn)二者的良好焊接。針對(duì)這一難題,本文開展了基于電磁脈沖技術(shù)的焊接方法研究,針對(duì)已有電磁脈沖焊技術(shù)在異質(zhì)金屬板件焊接中的不足,提出了基于集磁器和基于背景磁場(chǎng)輔助的兩類板件電磁脈沖焊接方法,分別通過(guò)聚磁和增磁的方式增大工件局部的電磁力來(lái)提升工件碰撞速度并改進(jìn)焊接質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)開展了兩類焊接系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析模型、電磁-結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、裝置研制及實(shí)驗(yàn)研究等工作。首先,開展了基于集磁器的板件電磁脈沖焊接模型和參數(shù)分析研究。在詳述基于集磁器的電磁脈沖焊接原理基礎(chǔ)上,以電流絲法為基礎(chǔ)構(gòu)建了集磁器等效電路模型,高效的實(shí)現(xiàn)了集磁器形狀參數(shù)和線圈匝數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于COMSOL的二維順序耦合有限元模型和基于ANSYS的三維電磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)場(chǎng)松散耦合有限元模型。其中,主要以二維有限元模型為基礎(chǔ)詳細(xì)分析了電磁脈沖焊接過(guò)程中的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：136 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 焊接及分類
    1.3 電磁脈沖焊接原理及分類
    1.4 電磁脈沖焊接研究進(jìn)展
    1.5 本文研究意義和章節(jié)安排
2 基于集磁器的電磁脈沖焊接原理與模型構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 基于集磁器的板件電磁脈沖焊接原理
    2.3 基于集磁器的焊接電路及其等效電路模型
    2.4 基于集磁器焊接的有限元模型
    2.5 本章小結(jié)
3 基于集磁器的電磁脈沖焊接系統(tǒng)優(yōu)化與分析
    3.1 引言
    3.2 集磁器和線圈參數(shù)優(yōu)化
    3.3 焊接過(guò)程中的能量分析
    3.4 電路參數(shù)對(duì)焊接碰撞速度的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 基于集磁器的電磁脈沖焊系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)
    4.1 引言
    4.2 焊接裝置可靠性設(shè)計(jì)
    4.3 工件的塑性變形過(guò)程及焊接機(jī)理分析
    4.4 工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響
    4.5 焊接缺陷及分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于背景場(chǎng)的金屬板件焊接設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 基于背景場(chǎng)的焊接原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 背景磁場(chǎng)的作用分析
    5.4 焊接實(shí)驗(yàn)及性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號(hào)：3658121