1060/2A12异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制措施
发布时间：2021-10-11 21:34
气孔缺陷是铝合金电子束焊接时最常见的缺陷之一,限制了铝合金结构在工业上的广泛应用,因此铝合金气孔缺陷产生机理的研究及其控制是铝合金电子束焊接时研究的重点。本文以1060铝和2A12铝合金为对象开展了异种铝合金电子束焊接气孔缺陷研究。围绕电子束焊接气孔缺陷控制,分析了焊缝气孔特征,深入研究了焊接参数对铝合金气孔缺陷形成的影响规律;基于流场模拟结果,结合对铝合金电子束焊接过程中匙孔和熔池行为的认知,探讨了异种铝合金电子束焊接时气孔缺陷的产生机理及控制方法。工艺试验的结果表明,焊缝中存在“冶金特征型气孔”和“工艺特征型气孔”。前者形状近圆且尺寸较小,对接头力学性能的影响不大;后者形状不规则且尺寸较大,会减少接头承载面积,造成应力集中,从而降低接头力学性能和服役可靠性。气孔的产生过程包括气泡生成和气泡上浮两个阶段,“冶金特征型气孔”主要是熔池内金属液体空化导致的;“工艺特征型气孔”与匙孔不稳定的开合行为相关,匙孔坍塌后会包裹金属蒸汽形成匙孔闭合型气泡。气泡形成后若未能在熔池金属凝固前逸出,就会形成气孔缺陷。在试验条件下,铝合金接头气孔缺陷与熔透状态相关,临界熔透的接头气孔率较低,增大一个束流接...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 铝合金焊接气孔缺陷国内外研究现状
1.2.1 弧焊
1.2.2 激光焊
1.2.3 电子束焊接
1.3 焊接熔池流动模拟研究现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.2 焊接设备及试验过程
2.2.1 焊接设备
2.2.2 试验过程
2.3 分析测试方法
2.4 流场模拟数值计算方法
第3章 工艺参数对1060/2A12 铝合金接头气孔缺陷的影响
3.1 铝合金电子束焊缝气孔特征
3.1.1 冶金特征型气孔
3.1.2 工艺特征型气孔
3.2 束流对接头气孔缺陷的影响
3.3 速度对接头气孔缺陷的影响
3.4 扫描和偏束对接头气孔缺陷的影响
3.5 本章小结
第4章 1060及2A12 铝合金电子束焊接熔池流动及气孔行为研究
4.1 电子束焊接流场模型建立
4.1.1 基本假设
4.1.2 控制方程
4.1.3 网格划分及边界条件
4.1.4 热源模型选择
4.1.5 材料热物理参数
4.1.6 空化势模型及气泡模型
4.2 母材对接头缺陷的影响及其机理
4.2.1 母材对接头表面成形及下塌缺陷的影响
4.2.2 母材对焊缝气孔缺陷的影响
4.2.3 母材对熔池流动行为的影响
4.2.4 母材对空化势的影响
4.3 本章小结
第5章 1060/2A12 异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制
5.1 铝合金电子束焊匙孔行为分析
5.2 熔透状态和束流对接头气孔缺陷的影响机制
5.2.1 熔透状态对冶金特征型气孔的影响机制
5.2.2 熔透状态对工艺特征型气孔的影响机制
5.3 速度对铝合金接头气孔缺陷的影响机制
5.4 接头气孔缺陷控制
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子束焊接2A14铝合金束流参数与焊接速度对焊缝形貌的影响[J]. 王亚荣,余洋,滕文华. 热加工工艺. 2016(17)
[2]30mm厚不锈钢电子束焊接接头组织与性能[J]. 耿永亮,蒋鹏,刘希林,刘志颖,熊进辉. 电焊机. 2016(07)
[3]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[4]阶段束流对电子束焊接2A14高强铝合金接头性能的影响[J]. 王亚荣,莫仲海,张勇智. 焊接. 2013 (08)
[5]2A14高强铝合金电子束焊接头缺陷分析[J]. 王亚荣,黄文荣,莫仲海,余洋. 焊接学报. 2013(03)
[6]双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响[J]. 雷正龙,李颖,陈彦宾,孙忠绍,张益坤. 焊接学报. 2013(02)
[7]间隙对5754铝合金激光填丝搭接焊气孔的影响[J]. 王国振,王春明,王军,杨上陆,胡席远. 中国激光. 2012(12)
[8]铝锂合金的真空电子束焊接工艺及其接头组织与性能[J]. 俞旷,王少刚,陈忱. 电焊机. 2011(02)
[9]紊动剪切流中气核振荡对空化的作用[J]. 胡明龙. 水动力学研究与进展（A辑）. 1994(02)
[10]电子束焊接活塞铝合金时的气孔问题[J]. 彭致隆. 兵器材料与力学. 1984(03)
博士论文
[1]铝合金机身壁板结构双侧激光焊接特征及熔池行为研究[D]. 杨志斌.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]2A12厚板铝合金电子束焊接接头组织及工艺研究[D]. 顾华.哈尔滨工业大学 2017
[2]铝合金激光填丝焊缺陷分析及改进措施研究[D]. 王孝虎.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3431274
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 铝合金焊接气孔缺陷国内外研究现状
1.2.1 弧焊
1.2.2 激光焊
1.2.3 电子束焊接
1.3 焊接熔池流动模拟研究现状
1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.2 焊接设备及试验过程
2.2.1 焊接设备
2.2.2 试验过程
2.3 分析测试方法
2.4 流场模拟数值计算方法
第3章 工艺参数对1060/2A12 铝合金接头气孔缺陷的影响
3.1 铝合金电子束焊缝气孔特征
3.1.1 冶金特征型气孔
3.1.2 工艺特征型气孔
3.2 束流对接头气孔缺陷的影响
3.3 速度对接头气孔缺陷的影响
3.4 扫描和偏束对接头气孔缺陷的影响
3.5 本章小结
第4章 1060及2A12 铝合金电子束焊接熔池流动及气孔行为研究
4.1 电子束焊接流场模型建立
4.1.1 基本假设
4.1.2 控制方程
4.1.3 网格划分及边界条件
4.1.4 热源模型选择
4.1.5 材料热物理参数
4.1.6 空化势模型及气泡模型
4.2 母材对接头缺陷的影响及其机理
4.2.1 母材对接头表面成形及下塌缺陷的影响
4.2.2 母材对焊缝气孔缺陷的影响
4.2.3 母材对熔池流动行为的影响
4.2.4 母材对空化势的影响
4.3 本章小结
第5章 1060/2A12 异种铝合金电子束焊接气孔形成机制与控制
5.1 铝合金电子束焊匙孔行为分析
5.2 熔透状态和束流对接头气孔缺陷的影响机制
5.2.1 熔透状态对冶金特征型气孔的影响机制
5.2.2 熔透状态对工艺特征型气孔的影响机制
5.3 速度对铝合金接头气孔缺陷的影响机制
5.4 接头气孔缺陷控制
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子束焊接2A14铝合金束流参数与焊接速度对焊缝形貌的影响[J]. 王亚荣,余洋,滕文华. 热加工工艺. 2016(17)
[2]30mm厚不锈钢电子束焊接接头组织与性能[J]. 耿永亮,蒋鹏,刘希林,刘志颖,熊进辉. 电焊机. 2016(07)
[3]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[4]阶段束流对电子束焊接2A14高强铝合金接头性能的影响[J]. 王亚荣,莫仲海,张勇智. 焊接. 2013 (08)
[5]2A14高强铝合金电子束焊接头缺陷分析[J]. 王亚荣,黄文荣,莫仲海,余洋. 焊接学报. 2013(03)
[6]双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响[J]. 雷正龙,李颖,陈彦宾,孙忠绍,张益坤. 焊接学报. 2013(02)
[7]间隙对5754铝合金激光填丝搭接焊气孔的影响[J]. 王国振,王春明,王军,杨上陆,胡席远. 中国激光. 2012(12)
[8]铝锂合金的真空电子束焊接工艺及其接头组织与性能[J]. 俞旷,王少刚,陈忱. 电焊机. 2011(02)
[9]紊动剪切流中气核振荡对空化的作用[J]. 胡明龙. 水动力学研究与进展（A辑）. 1994(02)
[10]电子束焊接活塞铝合金时的气孔问题[J]. 彭致隆. 兵器材料与力学. 1984(03)
博士论文
[1]铝合金机身壁板结构双侧激光焊接特征及熔池行为研究[D]. 杨志斌.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]2A12厚板铝合金电子束焊接接头组织及工艺研究[D]. 顾华.哈尔滨工业大学 2017
[2]铝合金激光填丝焊缺陷分析及改进措施研究[D]. 王孝虎.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3431274
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3431274.html
