本文關(guān)鍵詞：微型直流電機(jī)端子銅—鋁異種金屬激光微焊接模擬與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：為了解決機(jī)械裝配電刷片與端子所組成端子結(jié)構(gòu)件的松動(dòng)缺陷,并且為了節(jié)約成本,以及滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需求,課題采用鋁A1100端子代替原有黃銅C2680-鍍Ni端子,采用激光微焊接代替原有的機(jī)械裝配來實(shí)現(xiàn)與C5210磷銅電刷片的結(jié)合,并驗(yàn)證新工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的可行性和可靠性�；贏NSYS Workbench和雙線性模型,編寫高斯熱源模塊,對(duì)激光微焊接過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,以研究激光焊接工藝參數(shù)對(duì)端子結(jié)構(gòu)件焊接溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響。模擬結(jié)果表明峰值功率3 KW的焊接溫度最高可達(dá)到2146℃,保證焊接結(jié)合的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熔穿缺陷。隨著溫度值的下降,端子結(jié)構(gòu)件焊點(diǎn)截面中的熔池形狀由“杯狀”向“碗狀”過渡減小。所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力會(huì)引起電刷片角度變形。參考有限元數(shù)值模擬結(jié)果,采用6 ms的單脈沖激光,峰值功率分別為3.0 KW和3.8KW,進(jìn)行了C5210電刷片-A1100端子激光微焊接實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)焊接頭的裂紋、氣孔等缺陷的分析,以及對(duì)其硬度與拉伸強(qiáng)度的測(cè)試,發(fā)現(xiàn)激光峰值功率3.0 KW的焊接效果更好。將激光焊接的C5210電刷片-A1100端子結(jié)構(gòu)件組裝成微型直流電機(jī),跟原有產(chǎn)品在波形、電流、轉(zhuǎn)速、扭力、壽命等方面進(jìn)行測(cè)試對(duì)比,證實(shí)了新工藝的可行性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：激光微焊接 C5210電刷片 A1100端子 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 銅鋁異種金屬焊接方法12-13
• 1.3 激光焊接技術(shù)特點(diǎn)及研究發(fā)展?fàn)顩r13-15
• 1.3.1 激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)13-14
• 1.3.2 激光焊接技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.4 焊接數(shù)值模擬發(fā)展?fàn)顩r及難點(diǎn)15-17
• 1.4.1 焊接數(shù)值模擬發(fā)展?fàn)顩r15-16
• 1.4.2 焊接數(shù)值模的難點(diǎn)16-17
• 1.5 焊接數(shù)值模擬方法17
• 1.5.1 ANSYS Workbench軟件介紹17
• 1.6 課題來源17-20
• 1.7 課題研究方案20-22
• 1.7.1 組立小殼端子材料的選擇20-21
• 1.7.2 組立小殼端子構(gòu)件裝配工藝方案的選擇21
• 1.7.3 研究方案的選定21-22
• 第二章 激光焊接溫度場(chǎng)數(shù)值模擬分析22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 激光焊接熱傳導(dǎo)方程22
• 2.3 激光焊接邊界條件的確定22-23
• 2.4 磷銅C5210-鋁A1100焊接模擬23-34
• 2.4.1 材料熱物性參數(shù)23-24
• 2.4.2 幾何模型的建立24-26
• 2.4.3 幾何網(wǎng)格的劃分26-27
• 2.4.4 熱源模型的選取27-30
• 2.4.5 溫度場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果及其分析30-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 激光焊接應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析35-42
• 3.1 焊接熱彈塑性有限元分析方法35-37
• 3.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算37-41
• 3.2.1 焊接應(yīng)力場(chǎng)分析方法37
• 3.2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)的有限元模型的建立37-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 磷銅C5210-鋁A1100激光微焊接實(shí)驗(yàn)42-47
• 4.1 引言42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)條件與方法42-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備42-44
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法44
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 第五章 磷銅C5210-鋁A1100激光微焊接實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-57
• 5.1 引言47
• 5.2 磷銅C5210-鋁A1100激光微焊接工藝分析47-56
• 5.2.1 焊點(diǎn)宏觀特征47-50
• 5.2.2 激光焊點(diǎn)缺陷分析50-53
• 5.2.3 激光焊點(diǎn)顯微硬度測(cè)試53-54
• 5.2.4 激光焊點(diǎn)抗拉試驗(yàn)54-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第六章 磷銅C5210 鋁A1100端子構(gòu)件產(chǎn)品性能驗(yàn)證57-70
• 6.1 引言57-58
• 6.2 驗(yàn)證設(shè)備及方法58-68
• 6.2.1 微型直流電機(jī)波形驗(yàn)證對(duì)比59-63
• 6.2.2 微型直流電機(jī)轉(zhuǎn)速及電流驗(yàn)證對(duì)比63-64
• 6.2.3 微型直流電機(jī)功率及扭力驗(yàn)證對(duì)比64-68
• 6.3 微型直流電機(jī)壽命驗(yàn)證對(duì)比68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論與展望70-71
• 一、全文結(jié)論70
• 二、工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-75
• 致謝75-76
• Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見76

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本文編號(hào)：960371