【摘 要】
：
铝钢异种金属电阻点焊过程中电热力复杂耦合，熔核形成高度非线性，且铝材受热变形严重，采用实验手段难以观测焊核形成机制。本文基于商业软件ANSYS 建立了一种适用于铝钢异种金属电阻点焊的仿真模型，通过实验对模型精度进行了校核。基于该模型对焊核形成过程进行了探索，研究了焊接过程中电流密度、温度分布、熔核尺寸、界面温度及应变的变化规律，揭示了焊核形成过程中电流密度的集肤效应，不同时刻焊接产热的主要来源形式
【机 构】
：
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240;上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室 上海 200240
【出 处】
：
2016全国计算机辅助焊接工程学术研讨会
论文部分内容阅读
铝钢异种金属电阻点焊过程中电热力复杂耦合，熔核形成高度非线性，且铝材受热变形严重，采用实验手段难以观测焊核形成机制。本文基于商业软件ANSYS 建立了一种适用于铝钢异种金属电阻点焊的仿真模型，通过实验对模型精度进行了校核。基于该模型对焊核形成过程进行了探索，研究了焊接过程中电流密度、温度分布、熔核尺寸、界面温度及应变的变化规律，揭示了焊核形成过程中电流密度的集肤效应，不同时刻焊接产热的主要来源形式，铝钢异种金属电阻点焊接头形成机制以及焊接过程中容易造成缺陷的主要原因，为铝钢电阻点焊工艺的研发提供了理论支持。
其他文献
针对大电流、高焊速TIG 焊接的特点,提出了双椭圆分布的电弧剪切力模型以及随熔池表面变形自适应变化的电弧热流和电弧压力模型,并基于计算流体力学建立了高速TIG 焊熔池热力耦合行为的三维瞬态数值模型,研究了高速TIG 焊接过程中咬边缺陷的形成机理。结果 表明,在较强电弧力的作用下,熔池前部产生显著凹陷,熔池最宽处边缘区域的液态金属迅速凝固导致咬边的形成；泪滴状熔池尾部边缘存在指向熔池中心线方向的速度
加速器驱动次临界系统(ADS)的冷却剂铅铋合会金(LBE)在循环管道中高速流动时会对主泵叶轮及第一壁包层材料造成空泡腐蚀。本文通过自主设计一套金属溶液空泡腐蚀装置用以CLAM 钢TIG 焊焊缝与母材在550℃液态铅铋合金中的空泡腐蚀实验。通过扫描电镜(SEM)与原子力显微镜(AFM)对不同时间空蚀后的试样表面形貌，粗糙度，空蚀坑深度进行分析，用以研究金属溶液中的空泡腐蚀过程，且对比发现母材的耐蚀性
铅铋合金作为加速器驱动次临界系统(ADS)的冷却剂，在循环管道中对结构钢材料有腐蚀作用，特别在主泵叶轮旋转过程中产生的空化腐蚀。钨极氩弧焊被广泛应用于管道制作中，但是焊接接头本身的组织缺陷，在高温铅铋合金中容易被腐蚀。本文通过使用超声空化装置对焊接接头的耐空化腐蚀性能进行了研究。研究发现，在空化腐蚀阶段，材料表面腐蚀形貌出现塑性变形的痕迹，显微硬度在腐蚀前期迅速增加，加工硬化在一定程度上提高了材料
为研究P92/IN625 异种钢焊接接头的残余应力分布特征,基于焊接专用有限元模拟软件SYSWELD,开发了考虑材料固态相变、加工硬化和退火软化的“热-冶金-力学”耦合的有限元计算方法。利用所开发的计算方法,对P92/IN625 异种钢对接接头进行模拟,获得焊接温度场和残余应力分布,并将残余应力模拟结果与文献中获取的中子衍射法和深孔法实验数据进行对比。研究结果表明,轴向和周向的残余应力的计算结果都
D406A 超高强钢是我国自行研制的一种固体火箭发动机壳体专用的中碳调质钢,它采用双真空冶炼技术、调质态抗拉强度大于1600MPa、有较好的强韧性,已被广泛应用于航天领域。目前,D406A 超高强钢结构通常采用TIG 焊方法焊接,生产效率低,焊接残余变形较大,焊后校形十分困难。窄间隙激光填丝焊(LNFW)方法不仅具有热输入低、焊后残余变形小、焊缝深宽比大、焊接生产效率高等优点,而且可以通过调节焊丝
熔池在热和力的作用下总存在着振荡，但熔池振荡频率的检测十分困难。针对该问题，根据能量守恒基本原理、流体力学和传热学的理论知识，建立了基于VOF 方法的脉冲TIG 焊三维数值模型；综合考虑了熔池所受到的表面张力、电弧压力、电磁力和浮力以及熔池内液态金属的对流、辐射和热传导；研究了在表面张力、电弧压力、电磁力和浮力的共同作用下，电流阶跃、不同占空比和不同脉冲频率对熔池自由表面振荡的影响。结果 表明：在
本文的目的 是采用激光的小孔效应对TIG 焊熔池进行搅拌，研究其对TIG焊熔池的影响。采用数值模拟的方式，比较了没有激光搅拌、激光环形搅拌和激光前后线性搅拌三种模式下，熔池的温度场、流场温度梯度。结果 表明：激光对熔池的搅拌作用改变了熔池的流动模式，提高了熔池后部液态金属固化温度梯度，激光前后线性搅拌时，温度梯度最大。
本文建立了描述脉冲Nd：YAG 激光/TIG 复合焊过程的CFD 数值模型，计算获得了三种不同激光-电弧间距条件下激光电弧复合焊接过程中小孔的变化过程和激光能量耦合效率的变化过程。激光-电弧间距变化会影响激光电弧复合焊接过程中小孔形态的变化过程，进而影响激光电弧复合焊接过程中激光能量耦合效率的变化过程。在激光脉冲的初始阶段，热源间距越小越有利于小孔的形成和激光束多反射的发生。但随着脉冲作用时间的延
文中建立了1.5mm 等厚5052 铝合金三板点焊接头在拉剪载荷作用下的弹塑性有限元模型.有限元模型的计算结果与试验测得结果吻合良好；断裂模式不仅与熔核旋转有关，也受接头应力分布的影响，界面处应力集中的接头形式界面断裂倾向大，熔核周围存在应力集中的接头形式纽扣断裂倾向大；结果 表明，不同的接头设计会导致不同的峰值载荷和断裂模式.在剪切拉伸试验中，熔核的旋转对控制峰值载荷以及断裂模式起重要作用.熔核
轻量化作为汽车节能减排的重要手段，得到世界各国的高度重视。综合考虑成本、性能及轻量化效果，采用多材料混合车身设计成为未来最为重要的车身轻量化手段。然而，异质材料物理属性差异大，采用传统电阻点焊技术难以实现可靠连接，使得轻量化多材料混合车身的装配工艺面临新的挑战。文章通过对比分析典型异质材料之间的物理属性差异，提出了异质材料连接必须面临和解决的三大科学挑战，即界面硬脆相问题、电化学腐蚀问题以及变形和