隨著汽車輕量化需求的日益增長,鋁鎂等輕質(zhì)合金在車身上的應(yīng)用將越來越多,而傳統(tǒng)的焊接技術(shù)在處理鋁/鋼等異種金屬連接的問題上有較大的局限。磁脈沖焊接技術(shù)是一種新型固相焊接技術(shù),能夠高效地獲得質(zhì)量優(yōu)異的異種金屬焊接接頭,可以有效地解決車身鋁鎂合金與其他金屬的焊接問題。本文選取了汽車上常用的材料5052鋁合金和HC420LA高強鋼作為研究對象,開展了數(shù)值仿真、工藝試驗、微觀特征分析以及疲勞性能測試等方面的研究。主要研究內(nèi)容如下:首先用準(zhǔn)靜態(tài)及高速拉伸試驗建立了5052鋁合金的Johnson-Cook本構(gòu)模型。結(jié)合有限元和邊界元建立一種新的磁脈沖焊接模型,模擬了不同工藝參數(shù)下的5052Al/HC420LA磁脈沖焊接過程,研究了飛板感應(yīng)電流及電磁力的分布情況。分析了不同工藝參數(shù)對電磁場及飛板碰撞速度的影響。結(jié)果表明,飛板的感應(yīng)電流主要集中在飛板搭接區(qū)的中心,感應(yīng)電流在飛板的搭接區(qū)域形成了兩個相連的矩形回路。同時發(fā)現(xiàn),飛板在沿著焊縫的方向的速度差異較大,而在垂直于焊縫的方向速度差異較小。不同的工藝參數(shù)對飛板的碰撞速度影響較大。當(dāng)放電能量一定,初始間距從1.0mm變化到1.8mm時,飛板的碰撞速度變化... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 磁脈沖焊接技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 磁脈沖焊接技術(shù)原理
        1.1.2 磁脈沖焊接技術(shù)的研究概況
    1.2 焊接接頭疲勞性能研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究思路與主要內(nèi)容
第2章 磁脈沖板件焊接工藝的數(shù)值仿真分析
    2.1 Al/Fe板件磁脈沖焊接數(shù)值模擬方案
    2.2 5052鋁合金材料模型建立
        2.2.1 材料模型選取
        2.2.2 準(zhǔn)靜態(tài)拉伸及高速拉伸試驗
        2.2.3 Johnson-Cook本構(gòu)模型擬合
    2.3 磁脈沖焊接多場耦合分析模型建立
        2.3.1 幾何模型建立
        2.3.2 電磁場設(shè)定
        2.3.3 結(jié)構(gòu)場設(shè)定
    2.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        2.4.1 電磁場模擬結(jié)果分析
        2.4.2 結(jié)構(gòu)場模擬結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第3章 磁脈沖板件焊接工藝試驗及性能測試
    3.1 磁脈沖焊接試驗
        3.1.1 試驗設(shè)備及工裝
        3.1.2 試驗材料
        3.1.3 試驗方案
        3.1.4 試驗結(jié)果
        3.1.5 飛板碰撞速度獲取
    3.2 磁脈沖焊接接頭剪切試驗
        3.2.1 焊接接頭剪切試驗過程
        3.2.2 焊接接頭剪切試驗結(jié)果
        3.2.3 焊接接頭剪切失效模式
    3.3 磁脈沖焊接接頭界面微觀機理研究
        3.3.1 磁脈沖焊接界面微觀特征
        3.3.2 磁脈沖焊接界面元素擴散
        3.3.3 放電能量對磁脈沖界面微觀的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 磁脈沖焊接接頭剪切疲勞性能測試
    4.1 焊接接頭剪切疲勞測試實驗條件
        4.1.1 試驗設(shè)備及工裝
        4.1.2 試驗參數(shù)及分組
    4.2 不同放電能量磁脈沖焊接接頭疲勞剪切測結(jié)果
        4.2.1 不同放電能量下焊接結(jié)構(gòu)的S-N曲線擬合及分析
        4.2.2 疲勞測試過程中焊接結(jié)構(gòu)的位移分析
    4.3 不同放電能量以及載荷磁脈沖焊接接頭疲勞失效模式
    4.4 磁脈沖焊接接頭疲勞失效機理
        4.4.1 典型疲勞斷口的微觀分析
        4.4.2 疲勞失效機理分析
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間所獲得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]3A21鋁合金-20#鋼管件磁脈沖焊接數(shù)值模擬與工藝試驗[D]. 徐志丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3644585