車(chē)身鋁合金焊接及接頭力學(xué)性能.pdf

1、鋁合金在汽車(chē)中應(yīng)用越來(lái)越廣，而車(chē)身結(jié)構(gòu)中的焊接接頭是結(jié)構(gòu)中的薄弱部位。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)鋁合金焊接工藝、接頭強(qiáng)度以及接頭的硬度分布與焊接熱循環(huán)的關(guān)系作了研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元分析方法探討了評(píng)價(jià)常見(jiàn)T型接頭和T型管接頭強(qiáng)度的方法，結(jié)果表明： 焊接實(shí)驗(yàn)前，采用在對(duì)接接頭和T型接頭試板背面加銅墊板、在T型矩形管接頭工件內(nèi)加銅襯管并在其焊縫端部加引弧板等措施，并結(jié)合其它合適的焊接工藝參數(shù)，減少了焊接缺陷，得到了良好的焊接接頭，能滿(mǎn)足力學(xué)試驗(yàn)

2、的要求。 對(duì)兩種焊接熱輸入下的6063鋁合金對(duì)接接頭進(jìn)行人工時(shí)效處理，分析了其硬度分布和強(qiáng)度的變化。發(fā)現(xiàn)通過(guò)焊后人工時(shí)效，可以提高焊接接頭各區(qū)的硬度和焊接接頭的強(qiáng)度，在焊縫區(qū)及距熔合線(xiàn)較近的熱影響區(qū)，可使其硬度接近或超過(guò)母材，但在熱影響區(qū)仍存在4-5 mm過(guò)時(shí)效區(qū)，該區(qū)硬度不能完全恢復(fù)至母材硬度。測(cè)定熱影響區(qū)的熱循環(huán)，發(fā)現(xiàn)人工時(shí)效后硬度能完全恢復(fù)區(qū)是在峰值溫度大于350℃的近縫區(qū)，硬度不能完全恢復(fù)的過(guò)時(shí)效區(qū)的峰值溫度約在250℃

3、～350℃，軟化的主要原因是溫度引起強(qiáng)化相不同程度溶解和長(zhǎng)大。由拉伸實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)接頭全在過(guò)時(shí)效區(qū)斷裂。 為了探討評(píng)價(jià)角焊縫T型接頭強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法，本文采用有限元分析方法優(yōu)化設(shè)計(jì)了兩種樣式的T型接頭拉伸試樣，設(shè)計(jì)了拉伸實(shí)驗(yàn)方案和試樣夾具，并進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明該方案可以用來(lái)評(píng)價(jià)T型接頭的拉伸強(qiáng)度和研究接頭材料不均勻性對(duì)接頭強(qiáng)度和斷裂的影響機(jī)制具有一定的可行性。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元方法探討了鋁合金汽車(chē)車(chē)身空間框架結(jié)構(gòu)中常

4、見(jiàn)的T型矩形管接頭承載能力評(píng)價(jià)方法并對(duì)其強(qiáng)度影響因素做了分析：鋁合金矩形管T型接頭的承載能力可以采用Lu et al提出的鋼管接頭的變形極限和極限強(qiáng)度評(píng)定方法，但由于鋁合金的彈性模量比鋼低很多，因此此極限強(qiáng)度過(guò)于保守。接頭承載能力受弦管的約束方式影響較大，載荷形式對(duì)接頭的破壞模式也有一定的影響。有限元分析可知，鋁合金材料的屈服極限對(duì)接頭的承載能力有一定影響，而且β越小材料屈服強(qiáng)度對(duì)接頭承載能力影響也越小。接頭軟化區(qū)寬度對(duì)接頭強(qiáng)度有一定的