本文選題：鋁合金 + 點(diǎn)焊��； 參考：《武漢工程大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、良好的耐腐蝕性、易加工成型及資源豐富和可回收利用等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接研究也隨之深入。電阻點(diǎn)焊是汽車制造廠在流水線上對(duì)整體式車身進(jìn)行焊接時(shí)最長(zhǎng)用的一種方法。而電阻點(diǎn)焊是集熱、電、結(jié)構(gòu)多物理場(chǎng)耦合的復(fù)雜過(guò)程,由于其焊接的瞬時(shí)性和不可見(jiàn)性,實(shí)驗(yàn)時(shí),無(wú)法觀測(cè)到整個(gè)熔核的形成過(guò)程;另外,鋁合金具有易導(dǎo)電低電阻的特點(diǎn),因此生成的焊點(diǎn)質(zhì)量很差。鋁合金電阻點(diǎn)焊數(shù)值模擬研究焊接機(jī)理是解決點(diǎn)焊問(wèn)題的關(guān)鍵。本文以1.6mm厚的鋁合金為對(duì)象,研究了鋁合金電阻點(diǎn)焊的焊接機(jī)理。首先,基于有限元法,建立了電阻點(diǎn)焊的預(yù)壓接觸軸對(duì)稱y有限元模型,確定熱電瞬態(tài)分析時(shí)的初始導(dǎo)電區(qū)域;然后,運(yùn)用序貫耦合法和熱彈塑性理論全面分析了鋁合金電阻點(diǎn)焊的熱電瞬態(tài)機(jī)理和熱彈塑性機(jī)理,通過(guò)對(duì)焊接區(qū)溫度場(chǎng)分析,得到了熔核形狀和尺寸。而在多點(diǎn)焊時(shí),已焊焊點(diǎn)不可避免對(duì)在焊焊點(diǎn)存在分流現(xiàn)象,導(dǎo)致在焊焊點(diǎn)的熱功率,降低焊接接頭強(qiáng)度,本文通過(guò)對(duì)鋁合金焊件在不同的點(diǎn)焊間距下進(jìn)行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)隨著點(diǎn)焊間距的增加,分流所占比例降低,熔核尺寸減小較慢,并以滿足熔核焊透率為條件,得到在焊接電流為38KA,通電時(shí)間為0.166s時(shí),1.6mm的鋁合金工件最小點(diǎn)焊間距為17mm,這為點(diǎn)焊間距的選取提供理論依據(jù)。最后,通過(guò)對(duì)與上述數(shù)值模擬相同工藝參數(shù)的鋁合金焊件進(jìn)行靜態(tài)拉剪試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)試樣失效時(shí)多點(diǎn)焊的最大拉剪力與理論值相比有所衰減,且隨著點(diǎn)距的減小,衰減的越快,從宏觀上證明點(diǎn)焊分流對(duì)焊接接頭強(qiáng)度的影響;將數(shù)值模擬得到的熔核截面形狀與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,兩者基本一致,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的正確性。
[Abstract]:Aluminum alloy has many advantages such as low density, high strength, good corrosion resistance, easy processing and forming, rich resources and recycling. It has been widely used in aerospace, automobile manufacturing, ship and chemical industry. With the rapid development of industrial economy, the demand for aluminum alloy welding structure is increasing day by day. Resistance spot welding is the longest method used by automobile factory to weld integral body on assembly line. The resistance spot welding is a complex process of collecting heat, electricity and structure with multiple physical field coupling. Because of its instantaneous and invisible welding, it is impossible to observe the forming process of the whole nugget in the experiment, in addition, the aluminum alloy has the characteristic of easy conducting and low resistance. The resulting solder joint is of poor quality. Numerical Simulation of Resistance spot Welding of Aluminum Alloy Welding Mechanism is the key to solve spot Welding problem. In this paper, the mechanism of resistance spot welding of 1.6mm thick aluminum alloy is studied. Firstly, based on the finite element method, the prepress contact axisymmetric y finite element model of resistance spot welding is established to determine the initial conduction region in transient analysis. The thermoelectric transient mechanism and thermoelastic-plastic mechanism of resistance spot welding of aluminum alloy were analyzed by using the sequential coupling method and thermoelastic-plastic theory. The shape and size of the nugget were obtained by analyzing the temperature field of the welding zone. However, in multi-spot welding, the phenomenon of shunt of welded joints is inevitable, which leads to the thermal power of welding joints and reduces the strength of welded joints. In this paper, the numerical simulation of aluminum alloy welds with different spot welding spacing is carried out. It is found that with the increase of spot welding distance, the proportion of flow decreases, the nugget size decreases slowly, and the penetration rate of nugget welding is satisfied. When the welding current is 38KAand the electric time is 0.166s, the minimum spot welding distance of 1.6 mm aluminum alloy workpiece is 17mm, which provides a theoretical basis for the selection of spot welding distance. Finally, through static tensile shear test of aluminum alloy welds with the same process parameters as the above numerical simulation, it is found that the maximum tensile shear force of multi-spot welding decreases compared with the theoretical value when the specimen fails, and the faster the attenuation is with the decrease of the distance between the points. The effect of spot welding flow on the strength of welded joints is proved from macroscopic view, and the numerical simulation results are compared with the experimental results, and the correctness of the numerical simulation is verified.
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG453.9

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本文編號(hào)：2103684