直線電機(jī)鋁/鋼感應(yīng)板攪拌摩擦焊接研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-01 13:55
磁浮軌道交通是一種綠色、安全、智能的新型交通方式,直線電機(jī)作為磁浮軌道交通系統(tǒng)的牽引與制動(dòng)系統(tǒng),是磁浮軌道交通的核心部件。感應(yīng)板是直線電機(jī)不可或缺的組成部分,直線電機(jī)感應(yīng)板質(zhì)量對(duì)磁浮軌道交通具有重要作用,直線感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)板加工方法的研究對(duì)磁浮軌道交通發(fā)展具有重要意義。本文采用搭接方式的攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技術(shù)來(lái)回反復(fù)焊接方法替代傳統(tǒng)的爆炸焊技術(shù)對(duì)直線電機(jī)感應(yīng)板進(jìn)行復(fù)合加工。本文以2024-T3高強(qiáng)度鋁合金和Q235鋼板為研究對(duì)象,通過(guò)試驗(yàn)分析方法,確定鋁/鋼異種金屬FSW搭接的最優(yōu)工藝參數(shù),研究工藝參數(shù)對(duì)接頭成形,顯微組織和力學(xué)性能的影響,分析金屬間化合物(Intermetallic Compound,IMC)與接頭斷裂行為之間的內(nèi)在聯(lián)系,并通過(guò)金相結(jié)構(gòu)分析、三維重建數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)合的新方法獲得接頭的機(jī)械/冶金結(jié)合強(qiáng)度;通過(guò)數(shù)值模擬仿真的手段研究了板材的殘余應(yīng)力分布。針對(duì)3mm厚的2024-T3高強(qiáng)度鋁合金和Q235板材進(jìn)行FSW搭接實(shí)驗(yàn),通過(guò)正交試驗(yàn)分析法確定鋁/鋼異種材料FSW工藝參數(shù)范圍為主軸轉(zhuǎn)速為500-1500 r/min,焊接速...
【文章來(lái)源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁/鋼異種材料FSW焊接參數(shù)[14-16]
攪拌區(qū)混合不緊密,接頭強(qiáng)度降至最低僅為61.6 MPa[6]。隨著轉(zhuǎn)速的升高,熱輸入量增大,鋁合金在高溫下會(huì)發(fā)生塑性流動(dòng),形成致密的焊核區(qū),接頭抗拉強(qiáng)度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速升高而逐漸提升,將焊速保持在60mm/min,轉(zhuǎn)速提升至1800r/min時(shí),接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)到最高為240 MPa,如圖1.5所示[7]。但轉(zhuǎn)速過(guò)高,在攪拌頭軸肩作用下的材料過(guò)熱,接頭內(nèi)材料若達(dá)到熔點(diǎn)則會(huì)影響接頭成形,降低力學(xué)性能,所以隨著轉(zhuǎn)速增加,抗拉強(qiáng)度會(huì)快速升高,之后會(huì)呈現(xiàn)保持穩(wěn)定并逐漸下降的趨勢(shì),如圖1.6所示[8]。圖1.6轉(zhuǎn)速對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度的影響
圖1.5在不同轉(zhuǎn)速下的溫度分布對(duì)于搭接形式的FSW,攪拌頭的轉(zhuǎn)速改變也會(huì)影響熱輸入量[13-17]。保持一定的焊速,增大轉(zhuǎn)速會(huì)使焊接過(guò)程中熱輸入量升高,利于上層被焊材料產(chǎn)生塑性流動(dòng),接頭斷裂載荷從6863 N升高至7398 N,得到了成形和性能良好的接頭[13]。當(dāng)熱輸入量過(guò)大,若溫度達(dá)到鋁合金熔點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致鋁合金融化,接頭無(wú)法成型,Das等人[14]保持在低焊速
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焊速對(duì)水下攪拌摩擦焊接7A04鋁合金組織性能的影響[J]. 李天麒,王快社,王文,喬柯,徐瑞琦. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(22)
[2]Q235鋼板與6082鋁合金攪拌摩擦焊工藝[J]. 王希靖,鄧向斌,王磊. 焊接學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]軸肩壓入量對(duì)鋁合金/鋼攪拌摩擦焊搭接接頭組織和性能的影響[J]. 黎祥民,羅磊,陳畢達(dá),羅巧,張碩. 現(xiàn)代焊接. 2015(10)
[4]鋼鋁攪拌摩擦焊搭接接頭的機(jī)械結(jié)合與冶金結(jié)合方式[J]. 林健,趙海峰,雷永平,趙翀,吳中偉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[5]基于ANSYS模擬不同參數(shù)對(duì)Q235鋼板焊接殘余應(yīng)力的影響[J]. 張宛玉,韓鴻彬,劉恒,牛哲薈,韓東偉. 河南科技. 2015(03)
[6]鋁和鍍鋅鋼板的攪拌摩擦焊搭接分析[J]. 王希靖,申志康,張忠科. 焊接學(xué)報(bào). 2011(12)
[7]焊接接頭中的數(shù)值分析應(yīng)用[J]. 沙萬(wàn)華,孫旭東. 鍋爐技術(shù). 2009(03)
[8]鋁合金平板攪拌摩擦焊接應(yīng)力變形分析[J]. 李紅克,史清宇,王鑫,李亭. 焊接學(xué)報(bào). 2008(02)
[9]基于物體空間序法的CT圖像三維重建算法的研究[J]. 高艷,唐曉英,張軍莉,孫萍. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2003(03)
[10]攪拌摩擦焊接的傳熱和力學(xué)計(jì)算模型[J]. 汪建華,姚舜,魏良武,戚新海. 焊接學(xué)報(bào). 2000(04)
碩士論文
[1]電磁力對(duì)直線電機(jī)地鐵車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響[D]. 劉高坤.西南交通大學(xué) 2015
[2]鋁與鋼異種材料焊接工藝研究[D]. 汪建梅.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2013
本文編號(hào):2951413
【文章來(lái)源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁/鋼異種材料FSW焊接參數(shù)[14-16]
攪拌區(qū)混合不緊密,接頭強(qiáng)度降至最低僅為61.6 MPa[6]。隨著轉(zhuǎn)速的升高,熱輸入量增大,鋁合金在高溫下會(huì)發(fā)生塑性流動(dòng),形成致密的焊核區(qū),接頭抗拉強(qiáng)度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速升高而逐漸提升,將焊速保持在60mm/min,轉(zhuǎn)速提升至1800r/min時(shí),接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)到最高為240 MPa,如圖1.5所示[7]。但轉(zhuǎn)速過(guò)高,在攪拌頭軸肩作用下的材料過(guò)熱,接頭內(nèi)材料若達(dá)到熔點(diǎn)則會(huì)影響接頭成形,降低力學(xué)性能,所以隨著轉(zhuǎn)速增加,抗拉強(qiáng)度會(huì)快速升高,之后會(huì)呈現(xiàn)保持穩(wěn)定并逐漸下降的趨勢(shì),如圖1.6所示[8]。圖1.6轉(zhuǎn)速對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度的影響
圖1.5在不同轉(zhuǎn)速下的溫度分布對(duì)于搭接形式的FSW,攪拌頭的轉(zhuǎn)速改變也會(huì)影響熱輸入量[13-17]。保持一定的焊速,增大轉(zhuǎn)速會(huì)使焊接過(guò)程中熱輸入量升高,利于上層被焊材料產(chǎn)生塑性流動(dòng),接頭斷裂載荷從6863 N升高至7398 N,得到了成形和性能良好的接頭[13]。當(dāng)熱輸入量過(guò)大,若溫度達(dá)到鋁合金熔點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致鋁合金融化,接頭無(wú)法成型,Das等人[14]保持在低焊速
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焊速對(duì)水下攪拌摩擦焊接7A04鋁合金組織性能的影響[J]. 李天麒,王快社,王文,喬柯,徐瑞琦. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(22)
[2]Q235鋼板與6082鋁合金攪拌摩擦焊工藝[J]. 王希靖,鄧向斌,王磊. 焊接學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]軸肩壓入量對(duì)鋁合金/鋼攪拌摩擦焊搭接接頭組織和性能的影響[J]. 黎祥民,羅磊,陳畢達(dá),羅巧,張碩. 現(xiàn)代焊接. 2015(10)
[4]鋼鋁攪拌摩擦焊搭接接頭的機(jī)械結(jié)合與冶金結(jié)合方式[J]. 林健,趙海峰,雷永平,趙翀,吳中偉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[5]基于ANSYS模擬不同參數(shù)對(duì)Q235鋼板焊接殘余應(yīng)力的影響[J]. 張宛玉,韓鴻彬,劉恒,牛哲薈,韓東偉. 河南科技. 2015(03)
[6]鋁和鍍鋅鋼板的攪拌摩擦焊搭接分析[J]. 王希靖,申志康,張忠科. 焊接學(xué)報(bào). 2011(12)
[7]焊接接頭中的數(shù)值分析應(yīng)用[J]. 沙萬(wàn)華,孫旭東. 鍋爐技術(shù). 2009(03)
[8]鋁合金平板攪拌摩擦焊接應(yīng)力變形分析[J]. 李紅克,史清宇,王鑫,李亭. 焊接學(xué)報(bào). 2008(02)
[9]基于物體空間序法的CT圖像三維重建算法的研究[J]. 高艷,唐曉英,張軍莉,孫萍. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2003(03)
[10]攪拌摩擦焊接的傳熱和力學(xué)計(jì)算模型[J]. 汪建華,姚舜,魏良武,戚新海. 焊接學(xué)報(bào). 2000(04)
碩士論文
[1]電磁力對(duì)直線電機(jī)地鐵車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響[D]. 劉高坤.西南交通大學(xué) 2015
[2]鋁與鋼異種材料焊接工藝研究[D]. 汪建梅.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2013
本文編號(hào):2951413
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