薄殼鋁合金箱體焊接結(jié)構(gòu)仿真及變形控制研究.pdf

1、本文針對我國車輛輕量化發(fā)展要求以及“××”工程暴露的焊接結(jié)構(gòu)存在焊接變形的實(shí)際情況，綜合考慮薄殼鋁合金箱體變形控制的重要性和現(xiàn)實(shí)需求，采用熔化極氣體保護(hù)焊工藝方法，對其常用的高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行焊接材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及高效化焊接工藝試驗(yàn)研究。通過現(xiàn)代數(shù)值模擬仿真技術(shù)研究其焊接過程、內(nèi)應(yīng)力和變形之間的關(guān)系，提出控制和解決高強(qiáng)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的焊接變形問題的方案。
　　 從焊接方法、焊接材料、焊接工藝等方面對7A52高強(qiáng)鋁合金焊接性進(jìn)行了研究，

2、最終確定采用半自動MIG焊接方法，以法國產(chǎn)5356作為填充材料，焊接7A52鋁合金。有效制定了五種角接形式的接頭接焊接規(guī)范。焊接中未出現(xiàn)焊接裂紋缺陷，為模擬件焊縫的焊接打下良好的基礎(chǔ)。
　　 對模擬件進(jìn)行焊接，焊后通過了質(zhì)量檢測，未發(fā)現(xiàn)明顯焊接缺陷，沒有裂紋的產(chǎn)生。模擬件1焊接后，三塊較大板件最大變形量是4.75mm。而焊接前加工藝支桿的模擬件2焊接后，未取掉支桿時(shí)，三塊較大板件最大變形量是1.15mm。取掉支桿時(shí)，三塊較大板件

3、最大變形量是2.98mm。小于指標(biāo)要求3mm/m。采用工藝支桿達(dá)到了減小焊接板件平面變形的目的。
　　 通過首輪有限元數(shù)值模擬計(jì)算，最大變形部位在箱體的1、3號板上部的中間部位，其中1號板的變形最大，變形量為5.997mm，向箱體內(nèi)部凹陷，大于實(shí)際焊接時(shí)的變形值。在調(diào)小數(shù)值模擬過程中熔滴過渡深度值后，熔池的最高溫度由923℃降低到853℃，箱體的整體焊接變形量都有一定量的減少，其中最大變形量減少到4.871，比較接近實(shí)際焊接時(shí)的

4、變形值4.75mm。
　　 采用QC23-B型超聲沖擊設(shè)備對7A52鋁合金焊接接頭進(jìn)行了超聲沖擊處理，從焊縫表觀、焊趾處應(yīng)變與應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度等方面對經(jīng)過超聲沖擊處理前、后的試樣進(jìn)行了對比研究。研究結(jié)果表明，經(jīng)過超聲沖擊處理的試樣，焊縫焊趾處的外表形狀更為平滑，焊趾處拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力。抗拉強(qiáng)度測試表明，沖擊后接頭平均抗拉強(qiáng)度為271MPa，與沖擊前相比提高了9.7％，且沖擊后的焊件部分?jǐn)嗔言诤缚p上，驗(yàn)證了超聲沖擊處理改變了接頭焊