本文關(guān)鍵詞：民機(jī)Invar模具鋼MIG自動(dòng)焊接工藝研究

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【摘要】：復(fù)合材料因具有高比強(qiáng)度、優(yōu)良疲勞性能等特點(diǎn)而在航空制造領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用,復(fù)合材料構(gòu)件在由高溫成型后恢復(fù)到室溫工況環(huán)境的加工制造過程中會(huì)產(chǎn)生不可控的變形,而該變形能夠通過采用Invar鋼模具作為其成型模具進(jìn)行有效控制。大型民用客機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件成型Invar鋼模具通常采用傳統(tǒng)手工電弧焊接方法進(jìn)行制造,焊接效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定并且對(duì)焊接技術(shù)工人的要求較高。本文采用實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了Invar模具鋼自動(dòng)焊接相關(guān)問題,完成了Invar模具鋼焊接性分析、機(jī)器人焊接路徑規(guī)劃以及Invar鋼試片件自動(dòng)焊接工藝的優(yōu)化。首先,在Invar鋼焊接工藝探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展了其焊接性分析,并使用能譜分析方法進(jìn)行了Invar鋼焊接氣孔成因分析,結(jié)果表明Invar鋼焊接氣孔主要為CO氣孔,應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)焊;此外通過對(duì)比不同角度坡口焊接變形結(jié)果,發(fā)現(xiàn)60°坡口能兼顧促進(jìn)Invar鋼熔融金屬流動(dòng)與浸潤(rùn)的同時(shí)控制焊接變形。其次,采用正交試驗(yàn)法對(duì)機(jī)器人自動(dòng)焊接過程中工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上開展了Invar鋼厚板多層多道擺動(dòng)焊接路徑規(guī)劃,完成其填充策略設(shè)計(jì)的同時(shí)建立了焊槍位姿與擺動(dòng)擺幅同焊縫成形的定量關(guān)系,并通過焊接試驗(yàn)予以驗(yàn)證,此外還發(fā)現(xiàn)Invar鋼機(jī)器人自動(dòng)擺動(dòng)焊接過程中采用三角形擺動(dòng)并在幅點(diǎn)設(shè)置0.1s停留時(shí)間能夠獲得最佳焊縫成形。最后,建立了Invar鋼焊接過程數(shù)值模擬有限元模型,建立材料計(jì)算模型的同時(shí)采用熔池形貌與焊接變形校核的方法確定了其熱源模型參數(shù),并在此基礎(chǔ)上開展了Invar鋼19.05mm厚板焊接工藝優(yōu)化有限元分析,結(jié)果表明五層十五道的填充方式下Invar鋼試片件焊后具有最小的焊接等效應(yīng)力與焊接變形,同時(shí)在此基礎(chǔ)上綜合采用從兩邊向中間的焊道順序規(guī)劃與交替焊接的焊層順序選擇能降低12.2%的焊接變形,進(jìn)而開展了反變形法控制焊接變形的工藝研究,獲得了質(zhì)量良好的焊接試件。本文針對(duì)Invar模具鋼采用實(shí)驗(yàn)研究與仿真分析相結(jié)合的技術(shù)路線,從缺陷控制、焊接路徑規(guī)劃以及焊接工藝優(yōu)化等方面完成了試片級(jí)Invar鋼焊件自動(dòng)焊接工藝的研究,有效控制焊接變形的同時(shí)提高了生產(chǎn)效率,為其模具自動(dòng)焊接制造工藝的研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V261.34

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4 黃鋼華;張冬梅;晏冬秀;楊霓虹;劉衛(wèi)平;;Invar鋼模具制造工藝研究[J];航空工程進(jìn)展;2011年04期

5 劉招娣;;大型薄壁Invar鋼復(fù)合材料模具制造技術(shù)[J];電加工與模具;2009年01期

6 李際周;鮮于澤;盧志超;康健;葉春堂;;非晶態(tài)Invar合金Fe_(90-x)Co_xZr_(10)的聲子譜研究[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);1992年00期

7 馬書旺;段伯華;高鵬;秦明禮;曲選輝;程彤;;4J32 Invar合金的注射成形[J];真空電子技術(shù);2006年04期

8 段柏華;林冰濤;曲選輝;何新波;程彤;;4J42 Invar合金粉末注射成形工藝研究[J];材料工程;2007年08期

9 李際周;鮮于澤;葉春堂;李竹起;康健;;Invar合金Fe_(80-x)Cr_xP_(13)C_7的中子散射研究[J];中國(guó)原子能科學(xué)研究院年報(bào);1991年00期

10 吳事譜;吳丹;楊磊;史常東;湯文明;;機(jī)械合金化合成Invar合金納米晶粉體[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2014年03期

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2 黃鋼華;張冬梅;晏冬秀;楊霓虹;劉衛(wèi)平;;先進(jìn)模具材料Invar鋼制造技術(shù)研究[A];第三屆民用飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)及裝備論壇論文匯編[C];2011年

3 馬書旺;段伯華;高鵬;秦明禮;曲選輝;程彤;;4J32 Invar合金的注射成形[A];電子陶瓷，陶瓷，，金屬封接與真空開頭管用管殼的技術(shù)進(jìn)步專輯[C];2006年

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1 喬玉鵬;Invar 36合金的加工性及低應(yīng)力加工工藝[D];大連理工大學(xué);2010年

2 趙磊;SiO_(2f)/SiO_2復(fù)合材料與Invar合金的釬焊接頭界面結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 楊振文;SiO_2-BN陶瓷與Invar合金釬焊中間層設(shè)計(jì)及界面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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2 吳丹;Cu/Invar復(fù)合材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

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