鋁制儲(chǔ)液罐脈沖MIG焊實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)值模擬研究.pdf

1、儲(chǔ)液罐是汽車空調(diào)系統(tǒng)中儲(chǔ)液干燥器的核心組件，其質(zhì)量的好壞，尤其是氣密性直接影響空調(diào)的制冷性能。儲(chǔ)液罐選用的材料是冷軋3A21鋁合金管，其主要的加工工藝之一是儲(chǔ)液罐筒體與端蓋的焊接。鋁合金因氧化性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)及膨脹系數(shù)大等特點(diǎn)，焊后易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋、內(nèi)應(yīng)力及變形等缺陷，焊接質(zhì)量不易控制，選用熱輸入低、熔敷效率高的脈沖MIG焊工藝進(jìn)行焊接。由于控制脈沖MIG焊工藝參數(shù)多，系統(tǒng)的試驗(yàn)分析工作量大，成本高，效率低。因此，為高效、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)的優(yōu)

2、化焊接工藝參數(shù)，有效的減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，采用正交實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬分析法，對(duì)焊縫表面成形質(zhì)量評(píng)估、焊縫組織分析、焊后殘余應(yīng)力及應(yīng)變分析有十分重要的意義。
　　 本文選取了焊接電流、焊接速度、電弧特性、焊絲干伸長(zhǎng)及保護(hù)氣體流量五個(gè)因數(shù)，設(shè)計(jì)了五因素四水平正交實(shí)驗(yàn)。依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫表面成形進(jìn)行評(píng)分，采用直觀分析法，比較各因素極差，得出各因素對(duì)焊縫成形顯著性由高到低依次為：焊接速度，焊接電流，電弧特性，氣體流量和焊絲干伸長(zhǎng)，并得出了最優(yōu)組

3、合。對(duì)0＃、6＃、7＃、2＃、15＃五個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行焊縫宏觀形貌、微觀組織、熱裂紋、氣孔以及硬度分布進(jìn)行了比較，分析了產(chǎn)生缺陷的原因，為優(yōu)化參數(shù)提供參考。
　　 結(jié)合數(shù)值模擬理論及焊接實(shí)際，對(duì)儲(chǔ)液罐筒體與端蓋焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用Visual Mesh網(wǎng)格劃分軟件建立了網(wǎng)格模型。依據(jù)因素的顯著性水平，確立數(shù)值模擬方案，并分別建立了熱源模型、設(shè)置約束條件、求解參數(shù)。
　　 對(duì)電流110A、電壓21.5V進(jìn)行數(shù)值模擬，給出了焊

4、接場(chǎng)演變歷程和焊縫內(nèi)外側(cè)不同角度焊縫及近焊縫熱循環(huán)曲線，并分析了溫度場(chǎng)分布規(guī)律，同時(shí)，采用熱電偶測(cè)溫儀實(shí)測(cè)了兩組熱循環(huán)曲線，與模擬結(jié)果比較，二者基本吻合，證明了模擬結(jié)果的可靠性。
　　 通過(guò)熱-力耦合，依據(jù)焊接熱彈塑性有限元分析理論，考慮了材料特性隨溫度變化的非線性以及材料的應(yīng)變強(qiáng)化，對(duì)各方案進(jìn)行應(yīng)力和變形數(shù)值模擬分析。對(duì)比分析焊縫內(nèi)外側(cè)不同角度周向應(yīng)力、軸向應(yīng)力分布規(guī)律，預(yù)測(cè)各自變形量。
　　 最后采用優(yōu)化參數(shù)組合進(jìn)行