電磁沖擊控制焊接應(yīng)力應(yīng)變的研究.pdf

1、為了解決薄板焊件的變形問題，本文基于電磁原理和焊接殘余應(yīng)力應(yīng)變的形成機(jī)理，提出了一種基于電磁力控制薄板焊件的殘余應(yīng)力應(yīng)變的方法。該方法具有能量易于調(diào)整控制，沖擊設(shè)備更具有柔性化，由于磁場力為非接觸力，避免了焊縫金屬表面的損傷，保證了焊縫的完整性和綜合力學(xué)性能。
　　 本文研制了一套脈沖電磁沖擊裝置和固定工件的方便夾具。該裝置可以對工件連續(xù)施加足夠大的電磁力并且充電電壓、充電電容以及頻率可以在量程范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，滿足實驗要求。

2、r>　　 為了給下面的實驗分析給予理論性指導(dǎo)和驗證試驗的可行性，采用了有限元分析手段。利用ANSYS分析軟件，建立了電路-電磁耦合模型和電磁-焊接結(jié)構(gòu)耦合模型，模擬了焊件在沖擊前后焊接殘余應(yīng)力以及應(yīng)變的變化，結(jié)果表明經(jīng)過電磁沖擊后焊接殘余應(yīng)力及應(yīng)大幅減低，達(dá)到預(yù)期實驗效果。
　　 本文通過單次沖擊試驗和連續(xù)沖擊試驗討論分析了各項試驗參數(shù)對試驗效果的影響并優(yōu)化了參數(shù)。實驗結(jié)果表明電磁的沖擊力隨著線圈的匝數(shù)的增加和線圈-工件間隙的

3、減小而增加，隨著充電電壓、電容和沖擊次數(shù)的增加對焊件的變形和殘余應(yīng)力的控制效果越好。當(dāng)沖擊電壓為2150v，電容為1000μF，沖擊線圈-工件間隙為1mm，沖擊次數(shù)為20次的參數(shù)沖擊焊件時，焊件的最大變形撓度有原來的5.46mm降低到0.46mm，取得了滿意的控制效果。
　　 對通過電磁沖擊前后焊件的力學(xué)性能的試驗對比分析，結(jié)果表明，電磁沖擊后的焊件表內(nèi)部殘余應(yīng)力大幅降低，焊縫中心的硬度比常規(guī)焊有所提高，但熔合區(qū)的硬度值提高得并