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铸造铝合金副车架焊接方法及工艺优化研究
| 论文题名： | 铸造铝合金副车架焊接方法及工艺优化研究 |
| 关键词： | 铝合金;副车架;分段铸造;焊接工艺;接头性能 |
| 摘要： | 随着汽车轻量化的需求，研究设计铸造铝合金汽车副车架势在必行，铝合金副车架整体铸造困难大，一般采用分段铸造然后焊接的方式，这对铸造铝合金副车架的焊接方法选择、焊接接头的设计、焊接工艺参数与成形、力学性能的关系等焊接问题提出了挑战。 针对A356铸造铝合金焊接研究，首先设计了机器人弧焊系统，建立了基于Labview的电信号采集系统、熔滴高速摄影系统及它们之间的同步系统，为焊接过程中的熔滴过渡与能量分布规律提供分析平台。 其次，分析了不同焊接方法（直流单脉冲（GMAW-P）、CMT、交流CMT（CMT Advanced））的熔滴过渡规律及起弧、燃弧和熔滴过渡等阶段的能量差异；以及焊接方法对焊缝成形、气孔的影响规律。 研究结果表明： 1）GMAW-P能够形成稳定的一脉一滴过渡过程；CMT利用焊丝的机械回抽，能够实现稳定无飞溅的短路过渡；CMT Advanced在正负半周内均能实现稳定的短路过渡。各电流模式中，起弧阶段的焊接能量最高，燃弧阶段其次，熔滴过渡阶段最低，且熔滴过渡阶段焊接能量在焊接周期中所占比例依次降低。 2）GMAW-P、CMT与CMT Advanced方法中，当单位长度的焊丝填充量一致的条件下，焊缝成形规律如下：余高依次增加，熔深、熔宽与熔合比依次降低。表明GMAW-P适合于厚板焊接，CMT适用于对熔深有一定要求的中厚板焊接，CMT advanced适用于薄板焊接。 3）各电流模式下，CMT Advanced模式气孔率最低，约为0.3%。 基于田口正交试验方法，采用5因子（焊接电流、焊接速度、间隙、焊枪倾角及干伸长）3水平的试验，研究了焊接工艺参数对焊缝成形、力学性能的影响规律，研究结果表明：间隙、焊接电流与焊接速度是主要影响因子，建立了焊接工艺参数与焊缝成形、力学性能的预测模型。 最后，设计了铸造铝合金副车架局部模拟接头，制定了铸造铝合金副车架焊接工艺规程，进行了局部模拟件焊接，焊接接头性能达到了设计要求，为铸造铝合金副车架生产提供了工艺指导和理论支撑。 |
| 作者： | 李涛 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 蔡艳;李芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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