鋁合金不同溫濕度條件下焊接氣孔及力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái),隨著高速軌道車(chē)輛的不斷提速,輕量化受到越來(lái)越多的關(guān)注,鋁合金由于密度小、綜合力學(xué)性能高而成為追求高速軌道車(chē)輛輕量化的主體結(jié)構(gòu)材料。但是,鋁合金也因氧化性強(qiáng)、易吸氣等產(chǎn)生各種焊接問(wèn)題,其中,鋁合金熔化焊最容易產(chǎn)生的缺陷是氣孔,焊接氣孔的產(chǎn)生與焊接環(huán)境有著極大的關(guān)系。本論文通過(guò)自行設(shè)計(jì)和制作模擬大氣環(huán)境系統(tǒng),研究不同溫度和濕度條件對(duì)焊接氣孔缺陷的影響規(guī)律,并研究了氣孔等缺陷對(duì)鋁合金對(duì)接接頭力學(xué)性能的影響。
　　本文自行設(shè)計(jì)和制

2、造溫濕度模擬環(huán)境系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)焊接環(huán)境溫濕度的預(yù)設(shè)與控制,設(shè)計(jì)與模擬環(huán)境系統(tǒng)相匹配的自動(dòng)焊接系統(tǒng),通過(guò)預(yù)留的密封窗口觀察環(huán)境室內(nèi)MIG自動(dòng)焊接鋁合金試板,并能夠在環(huán)境室外進(jìn)行過(guò)程控制和操作。
　　通過(guò)試驗(yàn),確定具有良好焊縫成形性的焊接工藝參數(shù),分別在5℃和22℃兩種溫度下選取5個(gè)濕度條件進(jìn)行焊接試驗(yàn),研究不同溫濕度條件對(duì)焊接氣孔缺陷的影響規(guī)律,闡述相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度的關(guān)系,綜合分析不同溫濕度條件的影響。利用不同氣孔率的焊接試板,研究氣

3、孔對(duì)焊接接頭拉伸性能、彎曲性能以及疲勞性能的影響,并利用掃描電子顯微鏡對(duì)靜載斷口和疲勞斷口的形貌進(jìn)行了觀察,分析斷口形貌特征及斷裂的影響因素,斷口掃描分析表明,靜載斷口上均含有韌窩,疲勞斷口的裂紋源區(qū)存在焊接氣孔、夾雜等缺陷,這些缺陷對(duì)焊接接頭的疲勞性能影響很大。
　　文中通過(guò)建立帶有氣孔缺陷的有限元模型,引入帶有應(yīng)變硬化的熱彈塑性模型,利用非線性有限元模擬軟件MSC.MARC對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力以及力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值分析,研究焊接