雙向超聲波隨焊控制鋁合金焊接變形及熱裂紋的機理研究.pdf

1、硬鋁合金薄板構件焊接后存在大的焊接變形和熱裂敏感性高等缺點，針對這個問題提出了雙向超聲波激振隨焊控制法。在焊接過程中通過對鋁合金薄板同時施加垂向超聲與橫向超聲激振，來綜合控制焊接變形及熱裂紋。垂向超聲作用于熔池后方一定距離的高溫塑性區(qū)，激振該部位金屬使其產(chǎn)生縱向塑性流動，抵消焊縫收縮，達到控制焊接變形的目的。橫向超聲作用于薄板兩側(cè)，通過激振對脆性溫度區(qū)間進行橫向擠壓來抵消其冷卻過程受到的致裂拉伸應變，控制焊接熱裂紋。
　　根據(jù)雙向

2、超聲激振隨焊原理，利用MARC軟件建立了雙向超聲隨焊有限元模型。通過對焊接溫度場，應力場的模擬值與實際焊接試件實測值的對比，驗證了模型的可靠性。通過模擬初步確定了雙向超聲隨焊的一些焊接工藝參數(shù)，得到了垂向超聲控制焊接變形最佳激振功率及有效激振范圍，橫向超聲控制焊接熱裂紋的激振振幅與功率對應關系。
　　自行研制了雙向超聲隨焊裝置及夾具，并進行了焊接試驗。試驗結果表明，垂向超聲在控制焊接變形方面起主要作用，但其同時也會增大焊接熱裂紋傾

3、向。橫向超聲可以完全抑制焊接熱裂紋的產(chǎn)生和擴展，同時對控制焊接變形也有一定貢獻。有效的垂向超聲激振距離為25mm-50mm，當橫向超聲功率為100W時，隨著垂向超聲激振距離的減小，焊接撓曲變形越來越小，當垂向超聲激振距離為25mm時，最大撓曲變形量為2mm，但同時試件的裂紋率也隨之增大。增大橫向超聲功率可以有效抑制熱裂紋的產(chǎn)生。在垂向超聲激振距離為25mm時，橫向超聲功率為100W時的裂紋率為9.7％，而施加功率為200W橫向超聲后，可