由于先進高效的焊接技術(shù)在國內(nèi)推廣不足,我國汽車制造領(lǐng)域的相關(guān)焊接技術(shù)受到了極大地限制。目前,高效焊接技術(shù)主要應(yīng)用在中厚板對接和重疊結(jié)構(gòu)的連接中,在薄板角結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用非常有限。激光-MIG復(fù)合焊技術(shù)是將激光焊和MIG焊兩種焊接技術(shù)組合形成的一種高效的焊接技術(shù)。該技術(shù)用于1.5 mm厚的車用spcc鋼板焊接時,不僅焊接效率高,而且缺陷少,能夠改善焊接接頭的微觀組織與力學(xué)性能。在此基礎(chǔ)上,本文通過模擬軟件Fluent對1.5 mm厚薄板角結(jié)構(gòu)spcc（steel plate cold common）鋼板激光-MIG復(fù)合焊過程中的溫度場分布和熔池熔體流動特征進行了數(shù)值模擬。同時,進行了復(fù)合焊接實驗研究,從焊接工藝參數(shù)的角度研究了薄板角結(jié)構(gòu)激光-MIG復(fù)合焊的焊縫成型規(guī)律,并分析了焊接接頭的微觀組織與力學(xué)性能。模擬分析了薄板角結(jié)構(gòu)spcc鋼板在激光-MIG復(fù)合焊過程中熔池溫度場和流場的分布規(guī)律。沿熔池深度方向,離熔池上表面距離越遠,溫度越低,溫度梯度最大值出現(xiàn)在熔池邊緣,并且在熔池冷卻階段會出現(xiàn)輕微“溫度回彈”現(xiàn)象。在Marangoni流影響下,熔體從熔池中心流向熔池邊緣,且熔池內(nèi)熔體最大流速出... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 高效焊接技術(shù)概況
        1.2.1 激光焊接技術(shù)
        1.2.2 電弧焊技術(shù)
        1.2.3 激光填絲焊技術(shù)
        1.2.4 激光-電弧復(fù)合焊
        1.2.5 激光-電弧復(fù)合焊國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 薄板角焊接頭焊接
        1.3.1 薄板角焊結(jié)構(gòu)的焊接方法
        1.3.2 薄板角焊結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究意義與內(nèi)容
第二章 實驗條件與方案
    2.1 激光-MIG復(fù)合焊接設(shè)備
    2.2 實驗材料
    2.3 焊接工藝實驗過程
    2.4 焊接接頭微觀組織和性能測試
        2.4.1 焊縫微觀組織和形貌
        2.4.2 顯微硬度
第三章 薄板角結(jié)構(gòu)激光-MIG復(fù)合焊接熔池溫度場和流場的建模
    3.1 引言
    3.2 焊接有限元分析方法
        3.2.1 Fluent軟件簡介
        3.2.2 激光-MIG復(fù)合焊熔池流場模擬中控制方程
            3.2.2.1 能量守恒方程
            3.2.2.2 質(zhì)量守恒方程
            3.2.2.3 動量守恒方程
        3.2.3 熱源模型
        3.2.4 初始條件和邊界條件
        3.2.5 動量方程源項
        3.2.6 固液糊狀區(qū)的處理
        3.2.7 確定時間步長
    3.3 激光-MIG復(fù)合焊數(shù)值模擬設(shè)計思路
    3.4 本章小結(jié)
第四章 薄板角結(jié)構(gòu)激光-MIG復(fù)合焊熔池溫度場分布和熔池形態(tài)研究
    4.1 引言
    4.2 物理模型及有限元模型
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 有限元模型的建立
        4.2.3 條件假設(shè)
        4.2.4 材料物理參數(shù)的設(shè)定
    4.3 熔池溫度場數(shù)值模擬分析
        4.3.1 激光-MIG焊溫度場分布特征
        4.3.2 不同工藝參數(shù)對熔池溫度場的影響
            4.3.2.1 坡口角度對熔池溫度場分布的影響
            4.3.2.2 激光功率對熔池溫度場分布的影響
            4.3.2.3 焊接速度對熔池溫度場分布的影響
        4.3.3 溫度梯度分布特征
        4.3.4 溫度熱循環(huán)曲線
        4.3.5 模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比
    4.4 熔池流場數(shù)值模擬分析
        4.4.1 不同界面的流場分布特征
        4.4.2 不同工藝參數(shù)對熔池流動的影響
            4.4.2.1 坡口角度對熔池流場的影響
            4.4.2.2 激光功率對熔池流場的影響
            4.4.2.3 焊接速度對熔池流場的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 薄板角結(jié)構(gòu)激光-MIG復(fù)合焊的實驗研究
    5.1 引言
    5.2 焊接實驗方案設(shè)計
    5.3 工藝參數(shù)對角焊縫質(zhì)量的影響規(guī)律
        5.3.1 坡口角度對焊縫成型的影響
        5.3.2 激光功率對焊縫成型的影響
        5.3.3 焊接電流對焊縫成型的影響
        5.3.4 焊接速度對焊縫成型的影響
    5.4 焊縫接頭橫截面的形貌和熔池幾何尺寸
    5.5 焊接接頭微觀組織與性能分析
        5.5.1 微觀組織分析
        5.5.2 不同激光功率下焊縫的微觀組織
        5.5.3 不同掃描速度下焊縫的微觀組織
        5.5.4 焊縫區(qū)微觀組織透射電子顯微分析
        5.5.5 焊接接頭顯微硬度分析
        5.5.6 坡口角度對焊縫殘余應(yīng)力分布的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻】：
博士論文
[1]激光填絲焊的焊絲熔入行為及工藝研究[D]. 余陽春.華中科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]激光熔覆TiB顆粒增強鈦合金的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 方翠.江蘇大學(xué) 2018
[2]汽車行業(yè)鍍鋅板碳鋼焊絲MAG焊接工藝研究[D]. 何艷兵.華南理工大學(xué) 2017
[3]SUS304不銹鋼激光-MIG復(fù)合焊接工藝及機理研究[D]. 楊千里.江蘇科技大學(xué) 2017
[4]激光微熔納米SiC顆粒增強Al基復(fù)合層數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 夏傳達.江蘇大學(xué) 2017
[5]哈氏合金薄板激光填絲焊接基礎(chǔ)工藝實驗研究[D]. 吳冬冬.大連理工大學(xué) 2017
[6]Invar合金激光-MIG復(fù)合焊接熔池與小孔動態(tài)行為研究[D]. 張琪.南京航空航天大學(xué) 2017
[7]激光填粉焊接熔池流動數(shù)值模擬[D]. 胡雪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[8]某滾裝船薄板結(jié)構(gòu)變形研究[D]. 閆永思.集美大學(xué) 2016
[9]鋁/鋼異種金屬CMT焊熔池溫度場及流場的研究[D]. 姚鶴.江蘇科技大學(xué) 2016
[10]鈦合金T形結(jié)構(gòu)激光-電弧復(fù)合焊接工藝研究[D]. 張永操.大連理工大學(xué) 2016



本文編號：3705101