7A52鋁合金是裝甲車等兵器工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Al-Zn-Mg系高強(qiáng)鋁合金。實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要進(jìn)行厚板焊接。目前的焊接以多層多道弧焊工藝為主,存在著焊接接頭裂紋傾向大、接頭軟化嚴(yán)重以及變形大等一系列問題。窄間隙激光填絲焊接綜合了窄間隙焊接焊縫窄以及激光焊接熱源集中效率高的雙重優(yōu)勢,是一種非常適合厚板焊接的方法。目前該方法尚未有應(yīng)用在7系鋁合金的實(shí)用研究報(bào)道。為此,本文將開展7系鋁合金厚板窄間隙激光填絲焊接工藝特性及組織性能調(diào)控研究,探索工藝實(shí)施的可行性,為實(shí)際工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本文首先研究了7A52鋁合金激光打底焊接工藝。研究了鋁合金激光焊中熱導(dǎo)焊與深熔焊兩種模式與控制參數(shù),確定了深熔焊作為鋁合金激光打底焊的有效模式,可以得到可靠的鋁合金焊接接頭。通過平板堆焊研究,得到了焊接功率、速度以及送絲速度等工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)對(duì)于焊縫熔深、熔寬,主要影響因素是焊接功率和焊接速度。對(duì)于焊縫余高,送絲速度是主要影響因素。為開展后續(xù)厚板單道多層激光焊接研究奠定了工藝基礎(chǔ)。對(duì)7A52鋁合金厚板窄間隙激光填絲焊接建立模型進(jìn)行了有限元模擬,得到了單道四層窄間隙激光填絲焊接過程的溫度場和應(yīng)力場演...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 高強(qiáng)鋁合金焊接方法研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)熔化焊
        1.2.2 高能束焊
        1.2.3 攪拌摩擦焊
        1.2.4 復(fù)合熱源焊
    1.3 高強(qiáng)鋁合金窄間隙焊接研究現(xiàn)狀
    1.4 激光焊接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.4.1 激光焊接熱源模型
        1.4.2 厚板多層焊數(shù)值模擬
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備、方法及坡口設(shè)計(jì)
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法
        2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 試驗(yàn)方法
    2.3 微觀組織分析
        2.3.1 金相試樣的制備與分析
        2.3.2 掃描電鏡分析
        2.3.3 EBSD試樣制備及分析
        2.3.4 透射電鏡分析
    2.4 接頭性能測試
        2.4.1 顯微硬度測定
        2.4.2 抗拉強(qiáng)度測試
        2.4.3 X射線衍射焊接應(yīng)力測試
    2.5 激光焊窄間隙坡口設(shè)計(jì)
第3章 7A52鋁合金激光打底及填絲焊工藝
    3.1 引言
    3.2 7A52鋁合金純激光打底焊
        3.2.1 焊接可行性分析
        3.2.2 焊縫成形與工藝優(yōu)化
        3.2.3 接頭組織特征分析
        3.2.4 接頭力學(xué)性能分析
    3.3 7A52鋁合金激光填絲焊
    3.4 本章小結(jié)
第4章 窄間隙激光填絲焊溫度場及應(yīng)力場演變規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 有限元建模及驗(yàn)證
        4.2.1 激光熱源模型與控制方程
        4.2.2 熱彈塑性本構(gòu)關(guān)系
        4.2.3 網(wǎng)格的劃分及計(jì)算條件
        4.2.4 有限元模型的驗(yàn)證
    4.3 接頭應(yīng)力場的演變
        4.3.1 背面殘余應(yīng)力
        4.3.2 正面殘余應(yīng)力
    4.4 局部特征點(diǎn)應(yīng)力場演變
    4.5 單道多層焊接接頭溫度場及應(yīng)力場演變
        4.5.1 溫度場分析
        4.5.2 應(yīng)力場分析
    4.6 接頭薄弱環(huán)節(jié)預(yù)測
    4.7 提高焊速后應(yīng)力場分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 窄間隙激光填絲焊接工藝及缺陷控制
    5.1 引言
    5.2 窄間隙激光填絲焊接方法
        5.2.1 窄間隙激光填絲焊接特點(diǎn)
        5.2.2 激光光束對(duì)間隙的適應(yīng)性
    5.3 窄間隙激光填絲焊接缺陷
        5.3.1 未熔合缺陷分析
        5.3.2 氣孔缺陷分析
        5.3.3 裂紋缺陷分析
    5.4 缺陷控制及工藝優(yōu)化
        5.4.1 焊縫熔寬正交試驗(yàn)
        5.4.2 焊縫余高正交試驗(yàn)
        5.4.3 焊縫硬度正交試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 窄間隙激光填絲焊接頭組織性能調(diào)控研究
    6.1 引言
    6.2 焊接接頭組織演化
        6.2.1 接頭組織演化分析
        6.2.2 接頭第二相粒子分析
    6.3 焊接接頭晶粒尺寸及取向分析
        6.3.1 母材晶粒組織EBSD分析
        6.3.2 熔合線附近晶粒組織EBSD分析
        6.3.3 焊縫層間晶粒組織EBSD分析
        6.3.4 熱影響區(qū)晶粒組織EBSD分析
    6.4 焊接接頭組織第二相粒子析出過程及作用機(jī)理
        6.4.1 填充ER5183接頭第二相粒子TEM分析
        6.4.2 填充稀土改進(jìn)型焊絲接頭第二相粒子TEM分析
        6.4.3 填充稀土改進(jìn)型焊絲接頭時(shí)效強(qiáng)化TEM分析
    6.5 焊接接頭力學(xué)性能分析
        6.5.1 接頭硬度
        6.5.2 接頭拉伸性能
    6.6 窄間隙激光填絲焊與MIG焊接對(duì)比研究
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
    本文的主要?jiǎng)?chuàng)新性
    后續(xù)研究的相關(guān)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號(hào)：4040037