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白车身激光焊接单元设计与搭接焊接头性能研究
| 论文题名： | 白车身激光焊接单元设计与搭接焊接头性能研究 |
| 关键词： | 车身零部件;光纤激光焊;C02激光焊;焊接头性能;动态刚度 |
| 摘要： | 随着激光焊接技术在汽车车身制造中的广泛应用，激光焊接逐渐取代传统的焊接工艺。与传统的焊接方法相比，采用激光焊接工艺可以减少车身材料消耗，减轻车身重量，提高车身装配精度和刚度，进而提高车身的安全性能。激光焊接技术在国内取得了长足的发展，但在汽车制造方面的应用与国外尚存在较大差距，目前主要还是引进国外成套车身组焊激光加工设备和技术，有的厂家则直接进口国外激光加工的零部件。自主品牌汽车车身的激光组焊生产线的研发起步较晚，发展也比较慢。这阻碍了激光焊接这一高新技术的应用推广，降低了激光产业化水平。本课题将在汽车车身组焊生产线和车身焊接工艺技术方面展开研究，这对提升制造装备的集成能力，促进民族汽车工业发展具有重要的战略意义。 本文综述了国内外研究现状，主要对汽车白车身激光焊接单元总体布局进行了初步设计，在上述搭建的激光组焊单元平台上进行激光焊接汽车车身零部件试验，之后重点对镀锌板光纤激光焊与CO2激光焊的性能进行了比较分析。 首先，分析白车身零部件结构和制造工艺流程；依据技术先进、经济合理及生产适用的原则，对激光焊接单元主要设备进行选型和设计；基于生产单元安全性的考虑，进行激光焊接生产单元总体布局设计，并对焊接单元进行实体仿真和工艺可行性分析。 其次，选用合适的焊接工艺参数，分别采用电阻点焊和光纤激光焊对车门分总成之一的防撞杆进行焊接，参照电阻点焊的焊点布置情况，提出光纤激光焊接防撞杆的焊缝布置方案。焊接试验完成后，在LMS振动测试仪上对电阻点焊与激光焊防撞杆进行动态刚度比较分析，通过分析采集到的数据，得到自由模态前三阶固有频率和各阶振型，进而评价其焊接质量。 最后，对镀锌板光纤激光焊与CO2激光焊的性能进行比较分析。针对不同板材搭接方式，设计不同长度的激光焊缝，分析激光焊缝长度增加时接头力学性能的变化情况。通过拉剪试验数据的处理和分析，总结出两种类型激光器对不同镀锌板材搭接接头力学性能的影响规律。此外，对光纤激光焊接头与CO2激光焊接头的金相组织、显微硬度进行比较分析。结果表明，光纤激光焊接头的显微组织较CO2激光焊接头细小均匀，显微硬度略高于CO2激光焊接头。 |
| 作者： | 顾春影 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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