隨焊電磁沖擊控制焊接熱裂紋研究.pdf

1、高強(qiáng)鋁合金薄板-殼結(jié)構(gòu)焊接時，存在焊接熱裂紋敏感性高的缺點。本文從力學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理提出了一種利用電磁力隨焊控制焊接熱裂紋的新方法。該方法不改變焊縫成分，能量易于控制，可實現(xiàn)無機(jī)械接觸控制熱裂紋，焊件表面無損傷，不影響接頭疲勞性能。
　　為滿足研究需要，本文研制了一套脈沖電磁沖擊裝置，設(shè)計功率為10kW。該裝置以電容為儲能元件，充電電壓在0～1000V之間靈活選擇，可以產(chǎn)生9～90Hz的脈沖電磁力。通過計算機(jī)仿真驗證了

2、設(shè)計方案的可行性，并結(jié)合實際選擇主要元件參數(shù)。實測結(jié)果表明該裝置性能滿足設(shè)計要求。
　　為測量線圈與工件間隙之間的磁場分布，選擇霍爾傳感器AD22151和HGT-2100作為測量元件，分別設(shè)計檢測電路，并測量了平板螺旋線圈、平板螺旋線圈加集磁器和鐵芯線圈的磁場分布。結(jié)果表明，平板螺旋線圈加集磁器后，可將磁場集中分布在焊縫區(qū)域，對控制焊接熱裂紋更為有利。
　　采用平板螺旋線圈配合集磁器研究了隨焊電磁沖擊對焊接熱裂紋的影響。試驗

3、發(fā)現(xiàn)，脈沖電容充電電壓和脈沖電磁力頻率對試件熱裂紋率影響很大，電壓和頻率過大或過小均不利于熱裂紋的抑制。最佳效果時，裂紋率由常規(guī)焊時的47.2％降至12.7%，采用規(guī)范為：脈沖電容充電電壓200V，電磁力頻率18Hz，集磁器與焊件距離2mm。
　　金相分析表明，隨焊電磁沖擊改善了焊縫金屬的結(jié)晶狀態(tài)，細(xì)化了焊縫晶粒，減少了焊接缺欠，增強(qiáng)了抗熱裂能力。同時，電磁力擠壓脆性溫度區(qū)間的焊縫金屬，產(chǎn)生橫向壓縮應(yīng)變抵消凝固過程中的致裂拉伸應(yīng)變