铝合金压印—电阻点焊复合连接可行性及其疲劳性能研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:dianshenshizhe
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在汽车和航空航天领域,铝合金由于其强度高、密度小的材料特性被广泛应用于各个领域,但铝合金的连接仍然存有一些问题。压印-电阻点焊复合连接技术是一种适用于薄板材料的新型连接方法,其连接原理是在压印连接的基础上对压印连接点进行电阻点焊。本文以Al5052铝镁合金为主要研究对象,运用压印-电阻点焊复合连接技术对Al5052铝镁合金进行连接试验,通过正交试验的方法来确定电阻点焊连接的最优工艺参数,从静力学和动态疲劳特性两方面分析其力学性能和失效机理,为铝合金板材连接提供新的连接方法。选取Al5052铝镁合金和Al1420铝锂合金为试验材料,利用压印-电阻点焊复合连接技术对其同、异种材料组合进行可行性连接试验,通过对复合接头的无损检测、静力学测试和微观断口扫描,检验了接头的成型性、接头强度和失效机理。试验表明压印-电阻点焊复合连接技术可以实现对铝合金的连接,其中Al5052同种接头的成型性和力学性能最优。选取Al5052铝镁合金同种材料组合,运用正交试验设计方法,探究接头电阻点焊连接的最优工艺参数,通过设计正交表、正交试验分析、载荷-位移曲线分析、极差和方差分析等方面,得到了Al5052铝镁合金压印-电阻点焊复合连接接头的电阻点焊最优工艺参数为:焊接电流26kA、焊接时间160ms、电极压力0.3MPa,且与验证试验相符,电阻点焊参数的显著性由高到低依次为:电极压力、焊接电流、焊接时间。对Al5052铝镁合金压印-电阻点焊复合连接接头进行动态疲劳试验,以压印接头和电阻点焊接头作为对照组,通过对接头施加不同大小的载荷,得出其疲劳寿命,利用三参数幂函数方法拟合接头的疲劳寿命曲线并分析其特点。从宏观和微观角度分析了Al5052铝镁合金压印-电阻点焊复合接头的疲劳性能,并借助SEM扫描电子显微镜探究复合接头疲劳断裂的特点、疲劳失效过程、失效模式和裂纹源的产生及扩展方式。结果表明对于Al5052铝镁合金材料,压印-电阻点焊复合连接接头的疲劳性能要优于电阻点焊接头,其失效模式为下板断裂失效,疲劳裂纹源产生于接头底部中间。并且压印-电阻点焊复合连接接头的静力学性能要优于压印接头。
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