汽车用6063-T6铝合金MIG焊接数值模拟及组织性能研究
发布时间：2023-03-05 06:38
新能源汽车产业发展迅速,铝合金结构件得到广泛应用,国内各汽车主机厂竞相研发,以实现汽车轻量化,增加新能源汽车续航里程。本文主要以车身铝合金后舱结构件为研究对象,基于Simufact Welding焊接有限元分析平台,建立三维焊接仿真模型,求得铝合金结构件焊接过程温度场分布和应力场分布的变化规律,并探究不同焊接电流与涂装工艺对其焊接接头组织和力学性能的影响。本文主要研究工作如下:首先基于Simufact Welding焊接有限元分析软件,对3mm厚6063-T6铝合金T型接头MIG焊接进行基础研究,建立三维焊接仿真模型,探究焊接过程中温度场分布的变化规律。将仿真计算与试验所测结果进行对比,得出两者各测点峰值温度和温度变化趋势基本保持一致,吻合度达到90%。同时,将仿真计算所得熔池形貌尺寸与试验所测结果进行比较,得出焊缝熔宽与焊喉尺寸吻合度达到85%,进一步验证了焊接有限元分析的准确性,以及所选工艺参数与焊接热源的合理性。然后根据T型接头的焊接工艺,对车身用铝合金后舱结构件进行焊接数值模拟。得出后舱总成焊接残余应力主要集中在焊缝附近。焊接电流对后舱总成结构件应力分布和变形产生影响,随着热输...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 铝合金焊接
1.2.1 6系铝合金焊接特性
1.2.2 铝合金焊接方法
1.2.3 铝合金MIG焊接的发展及当前研究现状
1.3 焊接有限元分析国内外发展现状
1.3.1 焊接温度场发展现状
1.3.2 焊接应力场发展现状
1.4 焊接工艺参数对焊接质量的影响
1.4.1 焊接工艺发展及现状
1.4.2 焊接工艺参数选择的原则
1.5 本文研究内容及主要结构
第2章 试验条件与方法
2.1 试验材料与设备
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验设备
2.2 焊接接头力学性能试验方法
2.2.1 力学拉伸方法
2.2.2 显微硬度测试方法
2.3 焊接接头宏观及微观组织实验方法
2.3.1 接头熔深观测
2.3.2 金相样品制备与观测
2.3.3 扫描电镜断口观测
2.4 焊接温度场和变形量实验验证方法
2.4.1 焊接温度场测量
2.4.2 焊接变形量测量
第3章 汽车用6063铝合金焊接有限元分析
3.1 焊接数值模拟理论基础
3.1.1 焊接温度场分析理论
3.1.2 焊接热源模型
3.1.3 焊接变形分析理论
3.2 T型接头焊接有限元分析
3.2.1 三维模型网格划分
3.2.2 Al-Mg-Si材料热物理性质
3.2.3 焊接热源模型选择
3.2.4 焊接边界条件加载
3.3 T型焊接接头数值模拟结果
3.3.1 焊缝外观和熔池形貌及实验验证
3.3.2 焊接温度场的试验验证
3.4 典型汽车结构件焊接有限元模拟分析
3.4.1 有限元模型网格划分
3.4.2 焊接边界条件加载
3.4.3 焊接温度场模拟结果分析
3.4.4 焊接变形模拟结果分析
3.4.5 焊接电流对应力分布和焊接变形的影响
3.4.6 后舱总成结构件验证
3.5 本章小结
第4章 焊接电流对焊接接头组织与性能的影响
4.1 焊接电流对接头力学性能的影响
4.1.1 焊接接头显微硬度分析
4.1.2 焊接接头静态拉伸性能
4.2 焊接电流对接头微观组织的影响
4.2.1 焊接接头金相组织分析
4.2.2 焊接接头拉伸断口形貌分析
4.3 本章小结
第5章 涂装工艺对焊接接头组织与性能的影响
5.1 涂装工艺对焊接接头组织与性能的影响
5.2 涂装工艺对焊接接头显微硬度分布的影响
5.3 涂装工艺对焊接接头显微组织的影响
5.4 涂装工艺前后拉伸断口形貌分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3755904
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 铝合金焊接
1.2.1 6系铝合金焊接特性
1.2.2 铝合金焊接方法
1.2.3 铝合金MIG焊接的发展及当前研究现状
1.3 焊接有限元分析国内外发展现状
1.3.1 焊接温度场发展现状
1.3.2 焊接应力场发展现状
1.4 焊接工艺参数对焊接质量的影响
1.4.1 焊接工艺发展及现状
1.4.2 焊接工艺参数选择的原则
1.5 本文研究内容及主要结构
第2章 试验条件与方法
2.1 试验材料与设备
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验设备
2.2 焊接接头力学性能试验方法
2.2.1 力学拉伸方法
2.2.2 显微硬度测试方法
2.3 焊接接头宏观及微观组织实验方法
2.3.1 接头熔深观测
2.3.2 金相样品制备与观测
2.3.3 扫描电镜断口观测
2.4 焊接温度场和变形量实验验证方法
2.4.1 焊接温度场测量
2.4.2 焊接变形量测量
第3章 汽车用6063铝合金焊接有限元分析
3.1 焊接数值模拟理论基础
3.1.1 焊接温度场分析理论
3.1.2 焊接热源模型
3.1.3 焊接变形分析理论
3.2 T型接头焊接有限元分析
3.2.1 三维模型网格划分
3.2.2 Al-Mg-Si材料热物理性质
3.2.3 焊接热源模型选择
3.2.4 焊接边界条件加载
3.3 T型焊接接头数值模拟结果
3.3.1 焊缝外观和熔池形貌及实验验证
3.3.2 焊接温度场的试验验证
3.4 典型汽车结构件焊接有限元模拟分析
3.4.1 有限元模型网格划分
3.4.2 焊接边界条件加载
3.4.3 焊接温度场模拟结果分析
3.4.4 焊接变形模拟结果分析
3.4.5 焊接电流对应力分布和焊接变形的影响
3.4.6 后舱总成结构件验证
3.5 本章小结
第4章 焊接电流对焊接接头组织与性能的影响
4.1 焊接电流对接头力学性能的影响
4.1.1 焊接接头显微硬度分析
4.1.2 焊接接头静态拉伸性能
4.2 焊接电流对接头微观组织的影响
4.2.1 焊接接头金相组织分析
4.2.2 焊接接头拉伸断口形貌分析
4.3 本章小结
第5章 涂装工艺对焊接接头组织与性能的影响
5.1 涂装工艺对焊接接头组织与性能的影响
5.2 涂装工艺对焊接接头显微硬度分布的影响
5.3 涂装工艺对焊接接头显微组织的影响
5.4 涂装工艺前后拉伸断口形貌分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3755904
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3755904.html
