随着汽车工业的不断发展,车身轻量化受到国内外车企及研究机构的广泛关注。为了满足日益严格的排放要求,轻量化是未来汽车发展的必经之路,而轻量化决定了车身材料的改变,由钢及铝合金、镁合金等轻质材料混联薄板结构成为了研究的重点。异种材料混联结构是将来实现轻量化车身的重要途径。然而,多材料的混联结构对连接技术及工艺提出了新的挑战。铝合金与钢两者存在巨大的物理性质差异,导致焊接质量难于控制,进而影响装配尺寸质量。因此,研究铝钢异种金属薄板件的焊接变形规律显得尤为必要。本文运用冷金属过渡焊(Cold Metal Transfer,简称CMT)这一新型焊接方式,对铝钢薄板缝焊变形进行了系统性研究。首先,基于焊接试验确定铝钢焊接连接合理的工艺参数范围,然后基于SYSWELD有限元软件进行铝钢焊接过程的有限元仿真,模拟分析了温度场以及应力应变场,并研究了铝钢焊接变形变化情况。接着在此基础上,建立了铝钢焊接BP神经网络变形量预测模型,通过试验数据及仿真结果进行样本训练预测焊接变形。最后应用反变形法验证焊接变形控制的有效性。具体研究内容如下:(1)探究铝钢薄板焊接变形影响因素通过大量试验确定铝钢异种金属薄板CMT缝焊的工艺参数。试验前设计试验台及夹具,对焊件进行预处理。通过焊接装配试验,分析各工艺参数对焊缝形貌及变形的影响,运用正交试验法筛选出对焊接变形影响较大的因素,如焊接电流、送丝速度及弧长修正。试验后通过对焊件进行拉伸试验和金相分析,综合评定焊接接头质量。(2)建立铝钢混联薄板缝焊仿真模型基于铝钢混联薄板装配试验结果,应用SYSWELD焊接分析软件进行有限元仿真。根据CMT缝焊的特点选择双椭球热源建立铝钢薄板缝焊模型,分别分析了温度场、应力应变场及变形场。由整个焊接过程的云图,可分析得到铝钢薄板焊接应力分布及变形结果。(3)预测并控制铝钢薄板的焊接变形运用BP神经网络对铝钢混联薄板焊接变形进行预测。将此预测结果以反变形的形式应用到铝钢板件的焊接中,焊后发现板件变形明显得到改善,验证BP神经网络预测的有效性。本课题的研究成果不仅可用于铝钢混联薄板缝焊变形控制,而且亦可拓展应用至镁钢、镁铝、钛钢等新型轻质材料,通过多种材料的组合充分利用各种材料的优势,具有较强的科学研究价值,为工程技术应用开拓新方向。