鋁合金電阻點(diǎn)焊數(shù)值模擬及熔核性能的研究.pdf

1、電阻點(diǎn)焊廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源、機(jī)械、電子、車輛及輕工部門，在現(xiàn)代制造業(yè)中占有不可替代的地位。然而電阻點(diǎn)焊焊接過(guò)程是一個(gè)高度非線性的多物理場(chǎng)耦合作用的復(fù)雜過(guò)程，加上焊接時(shí)間極短，熔核形成過(guò)程具有不可見(jiàn)性，給實(shí)驗(yàn)觀測(cè)帶來(lái)困難。 本文采用數(shù)值模擬方法對(duì)鋁合金點(diǎn)焊熔核形成過(guò)程進(jìn)行了研究，建立了鋁合金電阻點(diǎn)焊的力、熱、電耦合模型，模擬了電阻點(diǎn)焊過(guò)程溫度場(chǎng)的變化情況，揭示了鋁合金焊接過(guò)程中的熔核產(chǎn)生、形成及長(zhǎng)大過(guò)程，并對(duì)其進(jìn)行了分析。

2、 在工藝方面，提出了一種基于數(shù)值模擬的熔核承受剪切性能的逆過(guò)程設(shè)計(jì)方法來(lái)建立熔核，確定點(diǎn)焊焊接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能與熔核尺寸及形狀模型，選擇出能滿足剪切性能要求的合格熔核形狀。在此基礎(chǔ)上對(duì)合格熔核形狀進(jìn)行溫度場(chǎng)的模擬計(jì)算，確定點(diǎn)焊焊接工藝參數(shù)，對(duì)實(shí)際的點(diǎn)焊焊接工藝參數(shù)的選擇具有指導(dǎo)意義。 在殘余應(yīng)力應(yīng)用方面，鋁合金電阻點(diǎn)焊焊接過(guò)程加熱冷卻速度快(幾個(gè)周波內(nèi))、溫度梯度大、熔核膨脹和收縮大，同時(shí)受到焊接壓力作用，彈塑性變形嚴(yán)重，

3、在點(diǎn)焊熔核中存在著較大的殘余應(yīng)力。它對(duì)焊接接頭性能影響嚴(yán)重，從而影響熔核設(shè)計(jì)的可靠性和疲勞壽命。點(diǎn)焊的殘余應(yīng)力主要是受電極壓力和熱載荷的影響，為此分析了在熱載荷和電極壓力作用下焊點(diǎn)殘余應(yīng)力的分布情況，并使用X射線衍射法檢驗(yàn)了不同電極壓力及持壓時(shí)間下焊點(diǎn)的殘余應(yīng)力大小，試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果表明，數(shù)值模擬熔核的平均殘余應(yīng)力與X射線衍射法測(cè)量所得殘余應(yīng)力相當(dāng)，說(shuō)明了數(shù)值模擬焊點(diǎn)殘余應(yīng)力的正確性。 在焊點(diǎn)疲勞方面，進(jìn)行了四部分研究：第一，根據(jù)