基于ANSYS鋁合金LY16電阻點(diǎn)焊數(shù)值模擬.pdf

1、鋁合金LY16在硬度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率等方面表現(xiàn)出良好的綜合性能，因此被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代空中客車、高速列車、輕型汽車和轎車。電阻點(diǎn)焊是鋁合金LY16薄板的主要連接方式，但是鋁合金LY16點(diǎn)焊焊接性差，點(diǎn)焊機(jī)理復(fù)雜，要獲得適合的點(diǎn)焊工藝參數(shù)及電極形式必須投入大量的試驗(yàn)、時間和較高成本。本文采用數(shù)值模擬方法和對應(yīng)的試驗(yàn)來研究鋁合金LY16的點(diǎn)焊的形核過程，為獲得合適的工藝參數(shù)和電極形式提供理論基礎(chǔ)。
　　首先，建立了以彈塑性力學(xué)為基

2、礎(chǔ)的鋁合金LY16點(diǎn)焊的預(yù)壓模型，通過觀察模擬的等效應(yīng)力云圖得出點(diǎn)焊預(yù)壓狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變分布，分析得出相對應(yīng)的導(dǎo)電接觸區(qū)域，從而為進(jìn)一步的熱電分析提供了理論基礎(chǔ)；同時研究了不同電極壓力下的預(yù)壓模擬結(jié)果，對比電極與工件、工件與工件之間的應(yīng)力曲線變化圖可知：當(dāng)電極壓力為4KN時所獲得的模擬效果較好。
　　其次，建立錐臺形電極下鋁合金LY16熱電力耦合的模型，同時計(jì)算在不同焊接時間、焊接電流情況下的模擬結(jié)果，通過對比得到適合鋁合金LY16

3、的點(diǎn)焊工藝參數(shù)為焊接電流32.9KA、電極壓力4KN、焊接時間4個周波。同時分析另外一種圓弧過渡電極形式模擬的結(jié)果，對比兩者的溫度場云圖和熔核大小，在不考慮焊點(diǎn)表面質(zhì)量、焊透率和接觸狀態(tài)的情況下，分析得出兩者之中錐臺形電極形式更適合鋁合金LY16點(diǎn)焊，這也為延長電極壽命提供依據(jù)。
　　最后，采用與模擬等同的點(diǎn)焊工藝參數(shù)條件進(jìn)行實(shí)物焊接驗(yàn)證，即分別在不同焊接時間、焊接電流、電極壓力的條件下進(jìn)行點(diǎn)焊；同時，加工出錐臺形和圓弧過渡兩種電