鋁合金VPTIG焊T型接頭工藝及疲勞與變形的研究.pdf

1、焊接整體壁板的產(chǎn)生降低了零件制造成本，并提高了整體結(jié)構(gòu)效率。利用變極性TIG焊接出缺陷少、疲勞性能好、焊接變形小的T型接頭是非常有意義的。
　　 對(duì)變極性TIG焊機(jī)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究。詳細(xì)討論了DCEP半波電流大小、DCEN半波所占比例、DCEN半波電流大小、變極性頻率對(duì)焊縫熔深、熔寬、陰極清理作用的影響。并研究了脈沖調(diào)制的作用，為后續(xù)T型接頭焊接工藝參數(shù)的選擇提供了一定的參考意義。
　　 通過宏觀缺陷的觀察，用氦氬混合保

2、護(hù)氣焊接的試件第一層根部更容易焊透，打底焊采用氦氬混合保護(hù)氣體更好。
　　 對(duì)比了六組T型接頭的疲勞強(qiáng)度，分別是氬弧焊態(tài)及其超聲沖擊態(tài)試樣、氦氬混合保護(hù)焊態(tài)及其超聲沖擊態(tài)試樣、整體機(jī)加工及其超聲沖擊態(tài)試樣。得到整體機(jī)加工試樣的疲勞強(qiáng)度為113.7MPa，保護(hù)氣為氬氣試樣的疲勞強(qiáng)度為該值的82.7％，氦氬混合保護(hù)氣試件的疲勞強(qiáng)度為該值的65.12％。利用ANSYS對(duì)比兩組焊態(tài)試件應(yīng)力集中系數(shù)的大小，氬弧焊態(tài)試件焊趾處應(yīng)力集中系數(shù)更

3、小，更適合最后一層的焊接。
　　 焊態(tài)試件焊趾處經(jīng)過超聲沖擊形成了高值的殘余壓縮應(yīng)力，同時(shí)表面會(huì)形成一定的凹坑，應(yīng)力集中系數(shù)增加。在高應(yīng)力水平下，殘余壓縮應(yīng)力被釋放，焊趾處應(yīng)力集中系數(shù)的增大使得疲勞性能變差。在中低應(yīng)力水平下，氦氬混合保護(hù)氣焊接并超聲沖擊處理的試件應(yīng)力集中系數(shù)增加比例較小，壓縮殘余應(yīng)力的作用更加明顯，其疲勞強(qiáng)度超過了對(duì)應(yīng)焊態(tài)試件的值。而氬弧保護(hù)氣體焊接并超聲沖擊的試件應(yīng)力集中系數(shù)增加比例較大，壓縮殘余應(yīng)力的作用未

4、明顯，疲勞強(qiáng)度低于對(duì)應(yīng)焊態(tài)試件的值。在超聲沖擊時(shí)，選用曲率半徑大的沖擊針，沖擊完畢之后進(jìn)行表面光飾；并選用承載沖擊，在高應(yīng)力水平下充分發(fā)揮超聲沖擊的作用。
　　 采用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行焊接過程模擬，得到彎曲變形值與角變形值都與實(shí)測值很接近，從而驗(yàn)證了模擬過程的準(zhǔn)確性。
　　 應(yīng)當(dāng)選用合適的夾具預(yù)緊力，從而平衡腹板翼板的變形。合理的布置定位焊，保證腹板與翼板之間的間隙不至于收縮過大，能夠很好的減小腹板處的彎曲變形