铝合金中厚板等离子-MIG复合焊研究

发布时间：2017-10-17 01:29

  本文关键词：铝合金中厚板等离子-MIG复合焊研究

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【摘要】：铝合金具有很多优点,例如质量轻、比强度高和耐腐能力强等,在各种焊接结构产品中得到广泛应用。传统熔焊技术焊接易产生缺陷、焊缝区内应力大,致力学性能下降。等离子-MIG复合焊是一种新型的焊接方法,它将MIG电弧与等离子弧结合在同一焊枪,二者相互配合能够实现高效焊接,它具有焊接熔深大、焊接速度高、变形小等优点,这些特点在中、厚板焊接上优势更为明显。目前对铝合金材料的复合焊接研究大多集中在大功率激光与MIG电弧复合上,对等离子-MIG复合焊接铝合金研究较少。本文以6005铝合金和5083铝合金为研究材料,对等离子-MIG复合进行了一定研究工作,希望能为等离子-MIG复合焊在中厚板铝合金焊接生产及应用推广提供理论依据。以焊缝表面成形、X射线探伤的情况为评判标准,分别对16mm厚的6005铝合金和20mmm厚的5083铝合金进行了等离子-MIG复合焊对接试验。对两种铝合金等离子-MIG复合焊进行了拉伸、弯曲等力学性能试验,发现16mm厚6005铝合金接头抗拉强度达到母材的77.69%,与激光-MIG复合焊接头抗拉强度十分接近,20mmm厚的5083铝合金接头抗拉强度超过母材的70%。按照国家表准制取试样,对接头的焊缝区、熔合区、热影响区、母材区域晶相组织进行分析,发现复合焊接头不同区域所受热循环作用的影响不同,微观组织还是有很大差异。为了更好的选择焊接参数,对铝合金等离子-MIG复合焊温度场数值模拟进行了摸索。进一步研究了焊接速度和等离子电流的变化对铝合金等离子-MIG复合焊温度场模拟的影响,发现模拟情况和实际规律一致,焊接速度的增加会减小熔深熔宽,等离子电流增加会增大熔深。
【关键词】：铝合金 等离子-MIG复合焊 工艺参数 焊缝成形 力学性能 金相组织
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.14
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 铝合金常用复合焊接方法研究现状12-15
• 1.2.1 激光复合焊12-13
• 1.2.2 TIG-MIG复合焊13-14
• 1.2.3 等离子-MIG复合焊14-15
• 1.3 焊接温度场数值模拟研究现状15-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 第二章 试验材料与试验方法19-32
• 2.1 试验材料与焊接设备19-23
• 2.1.1 母材19
• 2.1.2 焊丝19-20
• 2.1.3 焊接设备20-23
• 2.2 测试方法23-28
• 2.2.1 试验材料焊前处理23-24
• 2.2.2 接头无损检测24-26
• 2.2.3 接头力学性能测试26-28
• 2.2.4 接头金相组织观察28
• 2.3 焊接温度场数值模拟28-32
• 2.3.1 SYSWELD自带的热源模型28-30
• 2.3.2 SYSWELD数值模拟基本工作流程30-32
• 第三章 中厚板铝合金等离子-MIG复合焊接32-41
• 3.1 主要焊接工艺参数对铝合金焊缝成形的影响32-34
• 3.1.1 焊接速度对焊缝形貌的影响32-33
• 3.1.2 MIG电流对焊缝形貌的影响33-34
• 3.1.3 等离子电流对焊缝形貌的影响34
• 3.2 16mm对接接头等离子-MIG复合焊接工艺34-37
• 3.2.1 焊缝宏观形貌35-36
• 3.2.2 焊接接头无损检测36-37
• 3.3 20mm对接接头等离子-MIG复合焊接工艺37-40
• 3.3.1 焊缝宏观形貌38-39
• 3.3.2 焊接接头无损检测39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 等离子-MIG复合焊接接头性能与组织分析41-53
• 4.1 平板对接5083铝合金焊接接头常规性能与组织分析41-45
• 4.1.1 常规力学性能试验41-43
• 4.1.2 焊接接头组织观测43-45
• 4.2 平板对接6005铝合金焊接接头常规性能与组织分析45-49
• 4.2.1 常规力学性能试验45-47
• 4.2.2 焊接接头组织观测47-49
• 4.3 6005铝合金焊接接头残余应力试验49-51
• 4.3.1 盲孔法测量残余应力50
• 4.3.2 接头残余应力分布50-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第五章 6005铝合金等离子-MIG复合焊温度场数值模拟53-60
• 5.1 焊接热过程有限元分析的理论基础53-54
• 5.2 工件几何模型的建立与相关参数54-55
• 5.3 复合热源模型的选取55
• 5.4 焊接温度场模拟结果55-59
• 5.4.1 焊接温度场分布特征55-57
• 5.4.2 典型节点的热循环57-58
• 5.4.3 焊接速度和等离子电流对模拟温度场的影响58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈健;复合热源焊接技术的发展[J];焊接;1994年09期

2 张露菁 ,邓键;日本铝及铝合金焊丝的现状与分析[J];焊接;2001年12期

3 张志勇 ,田志凌 ,彭云;铝合金先进焊接工艺[J];焊接;2003年07期

4 雷振,秦国梁,林尚扬;激光与MIG/MAG复合热源焊接工艺发展概况[J];焊接;2005年09期

5 娄小飞;陈茂爱;武传松;叶克力;;高速TIG-MIG复合焊焊缝驼峰及咬边消除机理[J];焊接学报;2014年08期

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本文编号：1046049