不銹鋼(304)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是兩種常見的金屬材料和高分子材料,通過加工技術(shù)使兩種材料復(fù)合來滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求,在汽車、航空航天、微電子封裝焊接上有著廣泛的應(yīng)用。由于304不銹鋼與高分子材料PMMA的物理和化學性能存在著巨大差異,傳統(tǒng)焊接方法很難獲得這兩種材料之間的理想焊縫。為實現(xiàn)高質(zhì)量焊接接頭,論文主要針對304不銹鋼和高分子材料PMMA的激光搭接焊接工藝展開研究。試驗采用WF300脈沖激光器對304不銹鋼和高分子材料PMMA激光搭接焊進行了可焊性的研究。在一定條件和參數(shù)下,激光束照射在上層金屬上進行熱傳導(dǎo)方式焊接,在最佳工藝參數(shù)組合下試驗獲得焊接接頭連接強度高的樣品,接頭外觀平整完美,沒有灼燒、未焊合區(qū)等缺陷,接頭剪切強度可以達到173.87 N/mm²。探索在不同焊接工藝參數(shù)的組合下,分析典型的焊接形貌,通過極差法對比分析,歸納了激光功率、焊接速度、光斑大小、脈沖頻率、脈沖寬度、保護氣體流量對焊縫寬度和剪切應(yīng)力的影響規(guī)律。采用正交設(shè)計試驗的方法,建立了BP—ANN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型算法優(yōu)化工藝參數(shù)。結(jié)合有限元數(shù)值模擬的方法對304不銹鋼和高分子材料...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 金屬與非金屬材料的激光焊接
        1.2.1 金屬與塑料的焊接
        1.2.2 存在的主要問題
    1.3 選題意義
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
第二章 金屬與高分子材料激光焊接試驗裝置
    2.1 試驗設(shè)備
        2.1.1 試驗所用激光器
        2.1.2 金相切割機
        2.1.3 金相顯微鏡
        2.1.4 電子萬能試驗機
    2.2 材料的選擇
    2.3 激光焊接夾具的設(shè)計
    2.4 激光焊接方法的選擇
    2.5 本章小結(jié)
第三章 金屬與高分子材料激光焊接試驗工藝研究
    3.1 金屬材料與高分子材料激光焊接準備
        3.1.1 設(shè)備及材料準備
        3.1.2 激光焊接工藝參數(shù)的選擇
        3.1.3 焊接樣品的測試方法
    3.2 正交試驗的設(shè)計
    3.3 激光焊接過程
        3.3.1 焊接過程中的物理現(xiàn)象
        3.3.2 焊接過程中的缺陷及預(yù)防措施
    3.4 試驗結(jié)果分析
        3.4.1 工藝參數(shù)對焊縫寬度的影響
        3.4.2 工藝參數(shù)對剪切應(yīng)力的影響
        3.4.3 能量密度對焊接質(zhì)量的影響
        3.4.4 焊接接頭的失效模式分析
    3.5 工藝參數(shù)的優(yōu)化
        3.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法介紹
        3.5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        3.5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立
        3.5.4 訓練樣本數(shù)據(jù)采集
        3.5.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓練和泛化性檢驗
        3.5.6 預(yù)測結(jié)果與模擬結(jié)果的對比
    3.6 本章小結(jié)
第四章 金屬與塑料激光焊接有限元熱分析理論
    4.1 激光焊接溫度場基本理論
    4.2 熱傳學經(jīng)典理論
    4.3 焊接溫度場基本方程
    4.4 非線性瞬態(tài)溫度場熱傳傳導(dǎo)的有限元分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 金屬與塑料激光焊接溫度場數(shù)值模擬及工藝試驗驗證
    5.1 金屬與塑料的焊接建模
        5.1.1 材料屬性
        5.1.2 幾何模型確定
        5.1.3 網(wǎng)格劃分
        5.1.4 確定熱源模型
    5.2 溫度場求解
        5.2.1 時間步長的確定
        5.2.2 移動熱源的加載
        5.2.3 設(shè)定邊界條件
    5.3 溫度場后處理
    5.4 焊接過程中溫度場分布
        5.4.1 整體溫度場分布規(guī)律
        5.4.2 焊件上各節(jié)點的溫度—時間變化過程
    5.5 溫度場模擬結(jié)果及工藝試驗驗證分析
        5.5.1 激光焊接功率對溫度場的影響
        5.5.2 激光焊接速度對溫度場的影響
        5.5.3 離焦量對溫度場的影響
        5.5.4 模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3897030