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汽车车身铝钢金属板件磁脉冲焊接工艺研究
| 论文题名： | 汽车车身铝钢金属板件磁脉冲焊接工艺研究 |
| 关键词： | 汽车车身;5182铝板;HC340LA钢板;磁脉冲焊接;焊缝强度 |
| 摘要： | 铝镁等轻质合金在汽车车身上的运用是一种有效的汽车轻量化手段。传统的焊接技术处理铝合金与其它金属的连接问题上有许多局限性，进而限制了铝合金在车身上的运用。磁脉冲焊接技术是一种固相焊接技术，能够避免热影响区产生，并获得高质量的焊缝，适用于解决车身异种金属焊接问题。本文将通过数值模拟、工艺试验，焊缝力学性能检测及焊接界面微观特征分析四个方面，研究5182铝板与HC340LA钢板的磁脉冲工艺。本文主要研究内容如下： 首先基于有限元和边界元方法建立磁脉冲焊接多场耦合的数值仿真模型，研究磁脉冲焊接过程中时变电流、电磁力及板件变形的过程。探究放电能量、间距等重要参数对磁脉冲焊接工艺的影响。结果表明，飞板受到的电磁力集中在线圈正对飞板的位置。而越大的放电能量会得到更大的碰撞速度，增大的间距会不仅会引起碰撞速度的增加，而且会造成碰撞角度的增加。 其次选取合适的工艺参数完成了磁脉冲焊接工艺试验，采用光子多普勒测速（Photonic Doppler velocimeter，PDV）系统测试飞板在电磁力作用下的加速历程，获取了不同工艺参数下两板的碰撞速度。随后对磁脉冲焊件的力学性能进行测定。结果表明在合适的焊接参数下，可获得超过母材强度的高质量焊缝。不同放电能量下，形成高质量焊缝所需的间距也不同。能量越大，合适的间距区间越大。在此基础上，探究不同放电参数对磁脉冲焊缝的强度影响，并建立合适的放电工艺参数窗口。 最后通过多种微观分析方法，对磁脉冲焊接界面的形貌特征、元素扩散、过渡区组织及微观缺陷进行了全面的分析。研究了能量及间距对微观特征的影响规律。结果表明，合适的工艺参数可以获得良好的波形界面及较长的焊合区域。波形界面的波谷处有过渡区的生成，过度区内存在过饱和铝铁固溶组织，未发现金属间化合物的存在。 |
| 作者： | 袁伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 崔俊佳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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