異種金屬管材的復(fù)合塑性流動(dòng)連接技術(shù)的理論研究.pdf

1、為節(jié)約資源,降低產(chǎn)品成本,需要實(shí)現(xiàn)諸如冰箱、空調(diào)的銅管與鋁管等異種金屬管的連接。前人進(jìn)行過大量的研究,提出了許多種連接工藝方法與技術(shù),但這些技術(shù)基本上屬于焊接技術(shù)范疇,均存在焊接工藝過于復(fù)雜或焊接質(zhì)量不盡人意等不足,特別是對(duì)于焊接性差異很大的異種金屬。對(duì)此,為有效解決這些問題本文基于塑性流動(dòng)原理提出了一種固相連接方法——復(fù)合塑性流動(dòng)連接。
　　本文首先進(jìn)行了連接裝置系統(tǒng)的構(gòu)思,連接部分主要由旋壓頭、模具、旋轉(zhuǎn)夾具組成,旋壓頭與模具

2、共同作用產(chǎn)生了金屬塑性流動(dòng)區(qū)。應(yīng)用流函數(shù)理論,對(duì)金屬的流動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析,把握了非塑性區(qū)與塑性區(qū)的關(guān)聯(lián)性和金屬塑性流動(dòng)的規(guī)律。并對(duì)連接的塑性區(qū)金屬進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變分析,掌握了金屬的變形規(guī)律。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)的研究。通過對(duì)模型的簡(jiǎn)化,在忽略溫度影響的情況下,運(yùn)用ANSYS對(duì)銅管和鋁管的復(fù)合塑性流動(dòng)連接變形過程進(jìn)行了有限元分析。分析結(jié)果表明,在異種金屬連接過程中會(huì)出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào);然后運(yùn)用DEFO

3、RM建立了異種金屬管連接過程的金屬塑性流動(dòng)模型,并且在模擬過程中設(shè)定不同的連接工藝參數(shù)進(jìn)行分析。模擬結(jié)果表明,金屬塑性流動(dòng)性能跟連接過程中的溫度、旋壓頭的旋轉(zhuǎn)速度和連接速度有很大關(guān)系。溫度不足以使金屬軟化時(shí),金屬塑性流動(dòng)較差,金屬得到較好的軟化時(shí),流動(dòng)性能較好,證明了連接過程中適當(dāng)?shù)臏囟饶苡行Ь徑庾冃尾粎f(xié)調(diào)。并發(fā)現(xiàn)上部金屬的軟化程度比下部金屬要好、塑性流動(dòng)更明顯,進(jìn)一步找出金屬塑性流動(dòng)的規(guī)律和影響條件。
　　最后,本文在上述分析的

4、基礎(chǔ)上,繼續(xù)運(yùn)用DEFORM對(duì)連接工藝參數(shù)和裝置中的關(guān)鍵部件對(duì)連接質(zhì)量的影響進(jìn)行了分析。模擬結(jié)果表明,合適的連接工藝參數(shù)能產(chǎn)生良好的連接質(zhì)量;在條件相同的情況下,圓錐形旋壓頭比圓柱形旋壓頭的連接效果更好;在沒有模具作用的條件下連接時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷,連接根本無法完成,說明了模具在此復(fù)合塑性流動(dòng)連接過程中的重要性。
　　本文基本達(dá)到了研究目標(biāo),研究成果為基于復(fù)合塑性流動(dòng)的異種金屬管連接技術(shù)開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ),并對(duì)相應(yīng)的設(shè)備研制具有一定