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汽车前纵梁激光填丝焊数值仿真与关键工艺研究
| 论文题名： | 汽车前纵梁激光填丝焊数值仿真与关键工艺研究 |
| 关键词： | 汽车前纵梁;激光填丝焊;拐角过烧;数值仿真 |
| 摘要： | 汽车白车身激光焊接已经成为了近年来推动汽车轻量化技术发展的先进制造技术之一，在汽车工业中的得到了越来越广泛的应用。激光焊接技术应用于汽车白车身焊接，特别是对接接头的焊接，大大提高了车身的强度和刚度，增加了车身的安全性；减少了搭接接头的搭接宽度，节省了材料，有效降低了车身重量，有利于车身的轻量化。 但是传统的激光对接焊对工件装配间隙要求比较严格，据现有研究成果表明，其所能允许的最大间隙为工件厚度的18％左右，这大大地限制了激光焊接在车身制造中的应用。而激光填丝焊正好弥补了这一缺陷，通过添加焊丝，一方面可以降低装配要求，减少焊前的机加工程序；另一方面，可以通过添加焊丝来调节焊缝冶金成分，以满足使用性能的要求，并可实现某些难以焊接的材料如高强铝合金的连接。 本文选取某型号汽车前纵梁作为特定研究对象进行了激光填丝焊SYSWELD仿真实验及工艺实验，并对三维结构件在填丝焊焊接过程中容易出现的拐角过烧问题进行了理论分析，并且提出了初步的解决方法。 首先，应用专业焊接仿真软件SYSWELD对填丝焊进行了仿真研究，包括模型建立、网格划分、热源选取及校核、前处理、计算及后处理等程序，得出了在不同速度、不同功率条件下的温度场和应力场仿真结果，为后续的工艺实验做出了一定的指导。 其次，从SYSWELD仿真结果出发，对于在三维件焊接过程中容易出现的拐角过烧问题进行了理论研究，选取模型拐角处的四个关键节点进行分析，得出了解决拐角过烧的初步方案，并通过改变激光入射角进行工艺实验，得出了能够实现良好焊接的激光入射角范围，对三维结构件的激光焊接有一定的指导作用。 再次，参考仿真结果得出的工艺参数，并利用正交试验进行了前纵梁的激光填丝焊工艺研究，通过焊缝形貌分析、取样检测硬度、金相实验等，检验了焊接质量，并通过碰撞实验及与电弧焊焊接的前纵梁进行对比发现，激光填丝焊焊接的前纵梁更符合设计的预期目标。 |
| 作者： | 康斌 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈根余 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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