車用異種金屬激光深熔焊數(shù)值模擬及工藝試驗研究.pdf

1、輕量化成為汽車減排的重要舉措，而實現(xiàn)汽車減重，大量使用輕質(zhì)材料起著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)熔焊熱輸入量大、熱源難準(zhǔn)確控制相比較，激光焊熱量集中，應(yīng)力應(yīng)變小，是車用異種輕質(zhì)合金的理想焊接方法。本文選取車用鍍鋅鋼、6016鋁合金以及5083鋁合金為研究對象，設(shè)計激光深熔焊試驗方案，采用數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的方法，利用熱電偶同步測溫系統(tǒng)、臥式金相顯微鏡、掃描電鏡以及PROCAST和ANSYS大型有限元商業(yè)軟件等手段，對鋼/鋁、鋁/鋁激光深熔焊的

2、熔深、熔寬、溫度場分布規(guī)律、焊接接頭的焊縫成形性、焊縫微觀組織等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究結(jié)果期望為異種金屬激光焊接提供了一種新的研究思路，為車用異種金屬結(jié)構(gòu)激光焊接的推廣應(yīng)用提供重要理論和試驗基礎(chǔ)。
　　建立了鋼/鋁、鋁/鋁車用異種金屬激光深熔焊溫度場的數(shù)值計算模型，通過鋼/鋁、鋁/鋁激光焊溫度場的計算，獲得了不同工藝參數(shù)條件下的熔深、熔寬與溫度場的分布規(guī)律，通過熱電偶同步測溫，實驗驗證了溫度場模擬計算的準(zhǔn)確性。
　　焊接功率、

3、焊接速度、光斑半徑等不同工藝參數(shù)的熱輸入量對車用鋼/鋁、鋁/鋁異種金屬激光焊接的焊縫形貌影響很大。研究了不同工藝參數(shù)組合及不同熱輸入量下的焊縫成形性，分析了不同工藝參數(shù)下鋼/鋁、鋁/鋁激光焊產(chǎn)生的焊接缺陷及其形成原因，獲得了車用異種金屬激光焊接的焊縫成形規(guī)律。
　　通過鋼/鋁激光焊試驗，發(fā)現(xiàn)焊接速度25mm/s，光斑半徑0.9mm，功率1400W-1600W時，鋼/鋁焊縫表面較光潔，焊縫周圍無咬邊，無明顯變形，但熔合情況較差，功率