本文以機身壁板T型接頭入手,自主設計研制適合機器人雙光束激光焊接過程的焊接執(zhí)行端和輔助焊接夾具,焊接執(zhí)行端可實現(xiàn)送氣、送絲裝置的精確調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍0-30mm,還可實現(xiàn)送氣、送絲裝置的三維方向準確位置調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍0°-90°,送絲、送氣裝置分別位于焊接熔池的前面及后面,且三者在同一平面內(nèi),設計預留滾壓裝置接口,可適用非平面及復雜曲面機身壁板的T型接頭雙光束激光焊接,入射角度調(diào)整范圍為20°-90°,包括激光器系統(tǒng)、焊絲輸送系統(tǒng)、保護氣系統(tǒng)、焊縫跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)、焊縫滾壓系統(tǒng)等。工裝夾具實現(xiàn)隨焊移動加緊固定方式,與機器人手臂直接結合實現(xiàn)被焊接零件的定位與剛性固定,有效簡化完全固定式夾具繁瑣安裝操作方式,實現(xiàn)被焊零件的靈活加緊固定,有效控制焊接變形和生產(chǎn)效益。對1.5mm厚2A97-T3鋁鋰合金無填充焊絲T型接頭進行雙光束激光焊接工藝工藝試驗研究,探討激光功率P與焊接速度v對T型焊縫成形、焊接缺陷、應力變形及組織性能的影響規(guī)律。結果表明:激光功率和焊接速度綜合以熱輸入的方式影響焊接質(zhì)量,當光束入射角度50°,同軸和側吹保護氣用20 L/min流量氬氣,在P=1200W、v=2.5m/min、... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 機身壁板輕量化方法
        1.2.1 鋁鋰合金在飛機結構中的使用
        1.2.2 機身壁板連接工藝的發(fā)展
    1.3 雙光束激光同步焊接工藝的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 雙光束激光焊接裝置及焊縫滾壓研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設備及工藝試驗方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設備
    2.3 試驗方法
        2.3.1 焊前清理
        2.3.2 焊接工藝參數(shù)
        2.3.3 試驗分析
第3章 雙光束激光焊接執(zhí)行機構開發(fā)及焊接平臺構建
    3.1 引言
    3.2 設計方案
        3.2.1 雙光束激光焊接機構研究內(nèi)容
        3.2.2 雙光束激光焊接機構的設計思想
        3.2.3 激光焊接平臺裝置的設計需求
    3.3 機構構建及設計歷程
        3.3.1 焊接機構裝置
        3.3.2 焊接執(zhí)行端設計歷程
    3.4 焊接執(zhí)行端集成機構設計
        3.4.1 執(zhí)行端整體結構及組成
        3.4.2 關鍵零件結構及功能
        3.4.3 質(zhì)量評估與強度校核
    3.5 輔助焊接工裝夾具設計1
        3.5.1 輔助夾具整體結構及組成
        3.5.2 關鍵零件結構及功能
        3.5.3 質(zhì)量評估與強度校核
    3.6 輔助焊接工裝夾具設計2
        3.6.1 輔助夾具整體結構及組成
        3.6.2 關鍵零件結構及功能
        3.6.3 質(zhì)量評估與強度校核
    3.7 氣動控制
    3.8 本章小結
第4章 鋁鋰合金T型接頭雙光束激光焊接工藝試驗研究
    4.1 引言
    4.2 試驗準備
    4.3 焊接工藝對T型接頭焊接過程的影響
        4.3.1 對T型接頭焊縫成形的影響
        4.3.2 對T型接頭焊接缺陷的影響
        4.3.3 對T型接頭焊接變形的影響
        4.3.4 熱輸入的影響
    4.4 T型接頭焊縫顯微硬度與顯微組織分析
        4.4.1 顯微組織觀察
        4.4.2 顯微硬度分布
    4.5 本章小結
第5章 鋁鋰合金雙光束激光焊接T型接頭應力變形分析
    5.1 引言
    5.2 試驗背景與分析內(nèi)容
        5.2.1 試驗背景
        5.2.2 主要分析內(nèi)容
    5.3 有限元模型的建立
        5.3.1 幾何模型尺寸
        5.3.2 焊接熱源及其子程序
        5.3.3 焊接校核熱源
    5.4 計算結果分析討論
        5.4.1 焊接溫度場變化規(guī)律
        5.4.2 焊接應力變形場變化規(guī)律
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 全文結論
    6.2 后期展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]鋁鋰合金機身壁板結構激光焊接特性研究[D]. 張澐龍.哈爾濱工業(yè)大學 2013
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[3]薄板鋁合金T型接頭雙激光束雙側焊接應力和變形的有限元分析[D]. 蘇陽.南京航空航天大學 2012
[4]鋁合金T型接頭雙束激光雙側同步焊接的數(shù)值模擬研究[D]. 鄭文健.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]高強鋁合金T型接頭激光焊接技術研究[D]. 楊濤.武漢理工大學 2011
[6]鋁合金雙光束激光填絲焊溫度場與應力場數(shù)值模擬[D]. 刁旺戰(zhàn).哈爾濱工業(yè)大學 2010
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本文編號：3664880