铝合金焊接结构变形断裂行为及吸能特性研究

发布时间：2021-04-12 10:48

　　随着铝合金材料和焊接工艺的发展,铝合金焊接结构在车身上得到越来越多的应用。受焊接工艺影响,铝合金焊接接头处材料性能发生变化,其变形和断裂力学行为变得十分复杂,铝合金焊接结构的变形特点和吸能特性不同于均质结构。本文结合试验和有限元仿真方法对铝合金焊接接头局部材料性能的获取、焊接接头拉伸变形断裂行为以及铝合金拼焊薄壁梁结构的变形吸能特性展开了一系列研究,本文的研究工作和创新性成果主要体现在:（1）采用MIG焊接工艺制备了铝合金焊接样件,通过标准样件拉伸试验对比了母材及焊接接头的强度差异,并进一步研究了焊接接头拉伸变形的不均匀性。结果表明铝合金MIG焊接接头强度相对母材出现明显下降,其抗拉强度仅为母材的70.6%;铝合金焊接接头拉伸变形不均匀性与局部材料的强度密切相关,屈服强度最小的热影响区拉伸过程中产生的塑性变形最大。（2）提出了从细观损伤力学角度预测铝合金及焊接接头变形损伤断裂的方法。构建了Gurson-Tvergaard-Needlemen损伤模型,对铝合金母材拉伸变形损伤断裂行为进行预测;进一步通过特殊样件拉伸试验结合有限元反求方法获得了焊接接头焊缝、热影响区的局部材料性能数据,根据... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

某公司小型电动车铝制白车身高质量的铝合金焊接结构件常常是车体中吸收能量的主要部件

对全文进行了总结，并指出了研究的局限和不足，对进一步的研究工作进行了展望。本文研究所遵循的整体思路如图1.3所示。图1.3 本文研究所遵循的整体思路12

并配备自动送丝机构。采用高纯度稀有气体Ar作为保护气体。机器人具有6个自由度，焊接前对焊枪的轨迹进行示教，机器人能够保证精确的定位和轨迹一致性。弧焊机器人系统如图2.1所示。(a)机器人本体 (b) 机器人电源控制柜 (c) 焊接电源图2.1 机器人弧焊系统焊接设备主要技术参数如表2.3所示。焊接电源为一元化调节，参数调节过程中，只需调节焊接电流的大小，焊接电压根据系统自动匹配。焊机工作时，焊接电流随时间变化波形如图2.2所示。图中Is为起弧电流，I1为焊接电流，I2为二次电流，Ie为输出电流，横坐标为各段电流所持续时间。16

【参考文献】：
期刊论文
[1]6082铝合金MIG焊接头力学性能与微观组织研究[J]. 石磊,聂甫恒,许晨玲,焦兴贵,董红刚.  焊接技术. 2017(05)
[2]6082铝合金MIG焊焊接接头组织及腐蚀性能研究[J]. 王鑫,刘春鹏,李廷取,邸鹰,王毅坚.  热加工工艺. 2016(21)
[3]基于硬度积分中值的拼焊板焊缝力学性能确定[J]. 陈水生.  塑性工程学报. 2016(04)
[4]拼焊板形式结构件动态轴向压溃特性实验研究[J]. 徐峰祥.  实验力学. 2016(04)
[5]时效处理对6082铝合金MIG焊接接头组织和性能的影响[J]. 王家恒,李丽,赵维.  金属加工(冷加工). 2016(S1)
[6]诱导孔对铝合金薄壁梁轴向压缩变形行为的影响[J]. 王冠,刘志文,徐从昌,李落星.  中国有色金属学报. 2016(03)
[7]逆法识别金属板材颈缩阶段应力应变曲线[J]. 赵坤民,范蓉,王立民,严建文.  塑性工程学报. 2015(06)
[8]7A52铝合金光纤激光焊接接头组织与性能研究[J]. 张智慧,董世运,王玉江,徐滨士,何鹏,方金祥,夏丹.  应用激光. 2014(06)
[9]单胞及多胞铝合金薄壁梁吸能特性研究[J]. 张怡,兰凤崇.  机械设计与制造. 2014(12)
[10]深冷处理对7A52铝合金MIG焊接接头性能的影响[J]. 章友谊,孙学杰,朱小兵.  电焊机. 2014(10)

博士论文
[1]铝合金双脉冲MIG焊接过程中焊缝组织和性能研究[D]. 易杰.湖南大学 2015
[2]梯度薄壁结构设计方法及其在车身设计中的应用[D]. 徐峰祥.湖南大学 2015
[3]铝合金薄壁梁结构轻量化设计及其变形行为的研究[D]. 王冠.湖南大学 2013
[4]基于耐撞性仿真的轿车车身零件拼焊板设计方法研究[D]. 施欲亮.上海交通大学 2008
[5]车用铝合金焊接接头及基本单元件的大变形力学行为研究[D]. 乔及森.兰州理工大学 2007

硕士论文
[1]Al-12.7Si-0.7Mg铝合金焊丝制备工艺及焊接性能研究[D]. 张洪军.东北大学 2012
[2]拼焊板力学性能及其耐撞性仿真研究[D]. 付磊.湖南大学 2012



本文编号：3133168