鋁合金與鐵合金的焊接件在強度、重量和耐腐蝕等關鍵性能參數(shù)上均具有顯著優(yōu)勢,在航空航天、汽車制造行業(yè)中具有廣闊的應用前景。然而,兩類合金的電阻率、導熱率、比熱容、熔點等物理參數(shù)相差較大,且兩者之間的固溶度較低,容易在界面處形成脆性的反應層,難以通過熔化焊等傳統(tǒng)焊接方法實現(xiàn)二者的良好焊接。針對這一難題,本文開展了基于電磁脈沖技術的焊接方法研究,針對已有電磁脈沖焊技術在異質(zhì)金屬板件焊接中的不足,提出了基于集磁器和基于背景磁場輔助的兩類板件電磁脈沖焊接方法,分別通過聚磁和增磁的方式增大工件局部的電磁力來提升工件碰撞速度并改進焊接質(zhì)量。在此基礎上,系統(tǒng)開展了兩類焊接系統(tǒng)的數(shù)學分析模型、電磁-結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法、裝置研制及實驗研究等工作。首先,開展了基于集磁器的板件電磁脈沖焊接模型和參數(shù)分析研究。在詳述基于集磁器的電磁脈沖焊接原理基礎上,以電流絲法為基礎構(gòu)建了集磁器等效電路模型,高效的實現(xiàn)了集磁器形狀參數(shù)和線圈匝數(shù)的優(yōu)化設計。在此基礎上,構(gòu)建了基于COMSOL的二維順序耦合有限元模型和基于ANSYS的三維電磁場和結(jié)構(gòu)場松散耦合有限元模型。其中,主要以二維有限元模型為基礎詳細分析了電磁脈沖焊接過程中的... 

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 焊接及分類
    1.3 電磁脈沖焊接原理及分類
    1.4 電磁脈沖焊接研究進展
    1.5 本文研究意義和章節(jié)安排
2 基于集磁器的電磁脈沖焊接原理與模型構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 基于集磁器的板件電磁脈沖焊接原理
    2.3 基于集磁器的焊接電路及其等效電路模型
    2.4 基于集磁器焊接的有限元模型
    2.5 本章小結(jié)
3 基于集磁器的電磁脈沖焊接系統(tǒng)優(yōu)化與分析
    3.1 引言
    3.2 集磁器和線圈參數(shù)優(yōu)化
    3.3 焊接過程中的能量分析
    3.4 電路參數(shù)對焊接碰撞速度的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 基于集磁器的電磁脈沖焊系統(tǒng)設計及實驗
    4.1 引言
    4.2 焊接裝置可靠性設計
    4.3 工件的塑性變形過程及焊接機理分析
    4.4 工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響
    4.5 焊接缺陷及分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于背景場的金屬板件焊接設計與實驗
    5.1 引言
    5.2 基于背景場的焊接原理及系統(tǒng)設計
    5.3 背景磁場的作用分析
    5.4 焊接實驗及性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 未來展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文目錄



本文編號：3658121