一、焊接变形的种类及原因(论文文献综述)
张澐龙[1](2021)在《铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究》文中认为轻量化结构设计与制造技术是未来民用飞机实现绿色、高效、节能、减排、减重的核心支撑技术。欧洲空客公司成功实现了激光焊接铝合金蒙皮桁条结构替代传统的铆接结构在飞机机身上的应用,取得了减重10%-20%、刚度增加15%-20%的效果。我国国产大型客机也提出了采用高比强度铝锂合金的蒙皮桁条结构激光焊接应用的需求,亟需解决铝锂合金蒙皮桁条结构的焊缝成形、接头软化、焊接变形和结构力学性能等关键问题。针对国产大飞机项目对双侧激光同步焊接铝锂合金蒙皮桁条结构开展相关研究工作的迫切需求,在本人硕士期间开展焊丝选型、工艺参数优化、焊缝成形、未熔合和气孔缺陷控制、组织和性能等方面研究的基础上,本文补充研究光束间距和点固工艺对焊缝成形的影响,研究点固工艺对焊接变形的影响;通过焊接试验研究焊接顺序和工装夹具对蒙皮桁条结构焊接变形的影响规律;研究不同焊后热处理工艺对接头组织的强化机理。在此基础上,对蒙皮桁条结构典型件进行激光焊接制造;鉴于该激光焊接蒙皮桁条结构未来应用于前机身和中后机身的下机身壁板,主要承载压缩和剪切载荷,本文结合试验和有限元模型,研究蒙皮桁条结构典型件在压缩载荷下的屈曲行为,并通过电测和光测试验数据验证有限元模型的合理性;经有限元非线性理想化误差分析研究各误差源对压缩屈曲行为的影响,并在此基础上建立横截面积相等的典型结构的有限元模型,对比激光焊接结构与铆接结构、搅拌摩擦焊接结构的压缩性能差异。通过工艺试验研究发现,光束间距和点固焊接工艺直接影响焊缝横截面成形的对称性和内部组织的均匀性,继而影响接头的横向拉伸强度。在连续焊接之前,采用合理的点固焊接工艺可以有效控制焊接变形,当点固焊接线能量较小时,角变形降低64%,挠曲变形降低89%,但由于组织的不均匀性导致接头横向拉伸强度降低40MPa-60MPa。为了提高接头强度,制定了不同时效时间的固溶+时效和时效两种焊后热处理工艺,结果表明,随时效时间的增加,采用固溶+时效热处理,强度逐渐增大,延伸率逐渐减小;采用时效热处理,强度先增大后减小,延伸率均小于1%。对于T3母材,时效165℃×20h或30h时,接头强度与AA2060-T8母材相当,但延伸率小于1%;对于T8母材,固溶+时效165℃×20h热处理时,接头强度与AA2060-T8母材相当,延伸率提高到2.7%。进一步探讨两种焊后热处理对焊缝组织的强化机理。固溶+时效热处理的焊缝中Cu元素固溶到基体中,晶界上的脆性θ相大量消失,并生成增强强度和韧性的T1相和δ’相,同时T相球化导致应力集中程度降低、增加晶间结合强度使得接头强度提高,强化机制为固溶强化和第二相强化;AA热处理的焊缝中产生增强强度的δ’相,而未生成增加韧性的T1相,晶界强化相中Cu含量增大,原有的晶界θ相更加连续使接头强度提高,强化机制为晶界强化和第二相强化。在解决焊接接头强化、焊接变形控制的基础上,研究铝锂合金激光焊接典型件的压缩屈曲行为。与实际壁板结构相比,典型结构虽然尺寸较小且实际承载能力不及实际壁板结构,但是其所反映的压缩屈曲行为特征仍可作为实际壁板结构的理论参考。结果显示,典型件的失效模式为整体变形失稳而不能继续承载引起的失稳失效,最终破坏形式包括蒙皮的局部屈曲、桁条的弯曲失稳和部分焊缝的连续断裂。典型件在达到初始屈曲载荷时,蒙皮上的应变表现出应变分叉现象,蒙皮的面外位移表现出不同数量的半波形式;在达到失效载荷时,桁条A的翼缘存在沿Y轴负方向的较大面外位移。从有限元模型提取相关数据,与试验值基本吻合,验证模型的合理性。对上述有限元模型进行非线性理想化误差分析,获得误差较小的有限元模型的控制方法。边界条件和加载方式直接影响典型件的偏心加载情况,是影响典型件压缩强度和失效模式的主要因素;通过焊后热处理提高焊缝强度,对典型件压缩性能无影响;本征模缺陷影响典型件的屈曲模态,具有一定尺寸的几何缺陷和残余应力可以提高典型件的失效载荷,随着几何缺陷尺寸的增大或拉伸残余应力峰值的降低,失效载荷逐渐增大。建立横截面积相等的有限元模型并参数优化,对比相同横截面积的Z型桁条铆接结构、Z型桁条搅拌摩擦焊接结构和L型桁条激光焊接结构,三者的压缩失效载荷较接近,相比于焊接因素,结构因素对压缩失效载荷的影响更大。
闫佳钰[2](2021)在《驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的研制》文中研究说明驾驶室翻转缸是液压式翻转机构重要组成部分,实现驾驶室的翻转,其缸筒与U型夹及油管的焊接质量直接影响翻转缸的安全性、可靠性、寿命等。为解决现今企业人工焊接自动化程度低、焊接质量差、生产周期长、安全性低等问题,本文研制出专用于驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管的自动焊接设备。分析要实现的功能,将整体设备分为四个部分:第一部分为缸筒与U型夹焊接机构、第二部分为油管与缸筒及U型夹焊接机构、第三部分为卸料机构、第四部分为主体框架。又将缸筒与U型夹焊接机构分为七个子机构:一序缸筒固定机构、一序缸筒调整机构、一序U型夹工装夹具、一序旋转机构、焊枪固定机构、机械手运料机构、防护门机构;将油管与缸筒及U型夹焊接机构分为七个子机构:二序缸筒固定机构、二序缸筒调整机构、油管及油管支架固定机构、二序U型夹工装夹具、二序旋转机构、机器人机构、翻转机构;将卸料机构分为两个子机构:取料机构、旋转存料机构。首先进行各子机构的方案设计,运用CATIA软件进行各子机构的零件设计和装配设计,并对关键零部件计算选型,最后对子机构进行合理布局,完成整体设备的机械机构设计。为了进一步分析机械机构设计的合理性,用ANSYS Workbench软件对主体框架、取料机构做静力学分析,确保设计的机构及其零部件具有足够的强度和刚度。用ANSYS Workbench对设备的主体框架做模态分析,确保设备工作运行时不产生共振。整体设备控制系统的设计分成气动系统和电控系统。气动系统设计对气动元件选型、设计气动原理图。电控系统先设计其总体方案,确定上位机为HMI接口,下位机为PLC,根据方案对电控系统主电路设计、PLC外围辅助电路图设计、PLC控制程序的编写,最后对可视化界面设计、机器人程序的编写,采用人机结合方式实现可视化、智能化控制整体设备。对整体设备按要求进行装配调试,并对缸筒与U型夹、油管与缸筒油口、油管与U型夹油口进行自动焊接工艺实验,主要研究焊接电流和焊接电压对焊接后工件的抗拉强度、焊缝宽度、焊缝余高、焊脚尺寸的影响,确定合理的焊接参数。根据试验结果确定焊接缸筒与U型夹合理的焊接电流为180A、焊接电压为25V,具有足够的抗拉强度,焊缝宽度和焊缝余高符合技术要求;焊接油管与缸筒油口、油管与U型夹油口合理的焊接电流为112A、焊接电压为16V,焊脚尺寸符合技术要求。再抽取加工完成的产品对整体设备进行功能评估,进行焊接表面质量观测,焊缝宽度、焊缝余高、焊脚尺寸的测量,均符合技术要求;进行焊缝的X射线探伤,合格率达96.7%;进行焊缝的外泄露检测,合格率达98%;对生产效率作比较,生产相同数量产品,自动化设备的加工效率较人工加工提高了至少1倍。最终验证了研制的设备满足生产要求。
周子正[3](2021)在《7050铝合金FSW接头滚动轧制后组织及力学性能的研究》文中研究表明搅拌摩擦焊接头不同区域的组织与力学性能均有较大差异,这导致焊接接头易成为焊接结构的薄弱点。本文选用7050铝合金进行搅拌摩擦焊,对其工艺参数进行优化后,选择最佳工艺参数下获得的焊接接头进行滚动轧制处理。通过对滚动轧制处理前后焊接接头的微观组织、晶粒取向、显微硬度、拉伸性能和抗疲劳裂纹扩展能力等进行研究,探究滚动轧制处理对接头的影响。研究结论如下:(1)旋转速度和焊接速度对焊接的热输入量有较大影响。当热输入量过高时,焊缝易形成飞边等缺陷;当热输入量过低时,焊缝易形成表面起裂等缺陷。焊核区晶粒为细小的等轴晶,随着热输入量的增加,晶粒平均尺寸增大,再结晶比例增加。其上部的主要织构为<211>Brass变形织构、{236}<385>黄铜R和{001}<110>旋转立方剪切织构。接头前进侧热影响区的硬度最低,焊核区上部的硬度最高,且前进侧的硬度梯度较大。当旋转速度为900r/min,焊接速度为80mm/min时,接头的综合力学性能最好,抗拉强度和延伸率分别达到母材的77%和87%。(2)1、2和3道次的滚动轧制处理有效地降低了接头的表面粗糙度,并在接头表面引入了具有大应变、高应变梯度和高应变速率的塑性变形,实现了接头表面组织的纳米化和均一化。根据应变和位移量的变化,将接头次表层到表层的组织划分为微塑性变形层、过渡层和变形层,不同层之间过渡平滑且结合紧密。其中,微塑性变形层的晶粒形貌基本没有发生变化;过渡层晶粒的晶界逐渐向平行于接头表面方向偏转,其长径比不断增大;变形层的晶粒为纳米层状结构,在距表面20μm处,其平均层厚达到了68nm。焊接接头的织构由(001)[94?0]再结晶织构转变为(001)[11?0]旋转立方剪切织构,最后转变为<111>∥RD的丝织构,沿RD方向拉伸时其主要织构的滑移系的Schmid因子越来越小。(3)滚动轧制处理后接头各区域表层的硬度趋于一致,实现了硬度的均一化,焊核区硬度的平均值增加至244HV。对接头进行3道次的滚动轧制处理后,其抗拉强度提高了21.2%,延伸率降低了17.3%,在提高接头抗拉强度的同时较好地保证了接头的塑性。不同道次的滚动轧制处理均提高了接头的疲劳裂纹扩展寿命,降低了接头的疲劳裂纹扩展速率。且随着滚轧道次的增加,接头抗疲劳裂纹扩展能力不断增强。疲劳裂纹稳定扩展阶段初期与疲劳裂纹稳定扩展阶段中期的断口处均可发现疲劳条带,其间距随着滚轧道次的增加而减小。
沐卫东[4](2020)在《超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究》文中认为9Ni钢具有良好的超低温性能,是目前LNG行业重要的结构材料之一。船用9Ni钢焊接储罐服役在超低温动载环境中,对其超低温性能要求很高,尤其是超低温疲劳性能和超低温断裂韧性。随着LNG船舶的广泛应用,9Ni钢焊接接头的服役安全性逐渐引起人们的重视。目前对9Ni钢焊接接头超低温疲劳和断裂行为的认知仍然存在很多空白点,特别是超低温环境对接头组织和性能的影响机制尚不完全清晰,迫切需要在该领域进行深入研究,这对于我国在LNG储运系统制造领域形成自主知识产权具有重要意义。本研究主要以9Ni钢药芯焊丝电弧焊(Flux Cored Arc Welding,FCAW)接头为研究对象,开展了超低温(80K)低周疲劳试验,研究了接头超低温疲劳行为,阐明了超低温环境对9Ni钢FCAW接头疲劳失效过程的影响机制。在此基础上,针对焊缝中心和熔合线界面这两个关键区域,建立了微观组织和超低温断裂韧性的关联模型,为更好地认识9Ni钢焊接接头超低温疲劳性能和断裂韧性提供理论指导,同时也为低温钢焊接结构的安全服役和寿命评估提供技术支持。首先,在室温(296K)和超低温(80K)环境中开展了9Ni钢FCAW接头的低周疲劳寿命试验,研究了超低温环境对接头低周疲劳行为的影响。对比分析了室温试样和超低温试样的断裂位置、裂纹扩展行为,以及它们与微观组织特征之间的关联。试验结果表明:在相同总应变条件下,超低温试样的塑性变形幅值低于室温试样,超低温试样的寿命明显高于室温试样,随着应变幅值增大,超低温试样和室温试样的疲劳寿命差距减小。从循环响应曲线中可以发现,室温试样在最终失效前出现先循环硬化、再循环软化的现象;超低温试样在疲劳过程中只出现循环硬化现象和应力平台阶段,未观察到明显的循环软化现象,且循环硬化时间较长,由此发现焊缝金属在低温疲劳加载过程中发生位错滑移与孪晶变形的交替作用,揭示了9Ni钢FCAW接头在超低温环境中的疲劳变形机制。室温试样的断裂位置为界面附近的部分熔化区(Partially Melted Zone,PMZ),而超低温试样的断裂位置为焊缝中心,指出焊缝组织中存在析出相的弱化作用与黄铜型织构转变的强化作用,二者之间的竞争机制决定了接头疲劳寿命和失效位置。疲劳加载过程中,室温试样焊缝的黄铜型织构显着增加,而超低温试样焊缝的黄铜型织构转变主要发生在PMZ区域。低周疲劳试验过程中,超低温试样在焊缝中心的析出相附近形成微孔洞,导致疲劳裂纹沿着枝晶间区域扩展。研究结果为9Ni钢LNG储罐在超低温环境中的安全服役和疲劳寿命评估提供了理论依据和数据支撑。其次,基于疲劳失效位置分布特点,系统地研究了9Ni钢接头的镍基合金焊缝组织特征和超低温断裂韧性。采用Ni-Cr-Mo-Nb系镍基合金作为填充金属,采用了两种不同焊接热输入获得9Ni钢FCAW接头,通过裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)试验研究了焊缝的室温(296K)和超低温(80K)断裂韧性。研究发现,随着热输入的增加,焊缝中奥氏体晶粒尺寸变大,但是析出相含量降低。CTOD试验结果表明,相对于析出相较多的焊缝,析出相较少的焊缝在室温和超低温下都具有较高的断裂韧性。通过观察裂纹扩展路径发现,室温下裂纹主要以穿过枝晶的方式扩展,超低温下裂纹主要沿枝晶间区域扩展,裂纹与析出相之间存在绕过扩展、击碎扩展和界面扩展三种交互作用模式。采用有限元模拟方法,系统地分析了析出相含量、形态和分布对焊缝微观区域受力和变形的影响。随着析出相含量增加,析出相附近出现局部应力集中和局部塑性变形,降低了裂纹扩展阻力。碳化物的尺寸变化对微区受力和变形影响较小,而Laves相的尺寸和位向对微区受力和变形有显着影响。通过ABAQUS扩展有限元(Extended Finite Element Method,XFEM)方法,研究了超低温环境中焊缝微区的微裂纹形成机理,指出Laves相内部和附近区域,以及碳化物周围易形成微裂纹,析出相脆化导致的局部塑性变形和峰值应力是微裂纹形成的主要因素,为9Ni钢焊接工艺设计和接头超低温韧性评估提供了理论基础。最后,研究和归纳了9Ni钢FCAW接头熔合线的界面形态和形成机理,发现镍基合金与9Ni钢母材熔合线界面区域交替出现窄型熔合边界(sharp fusion boundary,SFB)和宽型熔合边界(widened fusion b oundary,WFB)两种类型界面。在WFB型界面靠近焊缝一侧发现了稀释层(dilution layer,DL),DL的化学成分相对均匀,镍基合金和9Ni钢的高粘度以及熔池流动速度局部降低是形成DL的可能原因。在DL内部,靠近母材一侧为马氏体,靠近焊缝一侧为奥氏体,它们之间严格满足K-S转变关系。不同于热影响区中的板条马氏体,DL中的马氏体呈薄片状,并且M-A组元含量较高,大角度晶界含量较低,指出焊接过程产生的应力是DL中马氏体转变的主要原因,超低温处理则进一步提高了DL的应力水平、促进了马氏体相变。通过夏比冲击对比了不同类型界面的超低温冲击韧性,发现当熔合线附近WFB界面长度比例达到20%时,试样超低温冲击功下降18.7%。裂纹扩展速率(Fatigue Crack Growth Rate,FCGR)试验结果表明,当疲劳裂纹沿熔合线扩展进入DL时,扩展速率增大。总之,采用镍基合金作为填充金属进行9Ni钢焊接时,DL对熔合线区域的超低温性能有不利影响,本文研究为进一步改善9Ni钢焊接接头异种材料界面的组织特征和超低温性能提供了理论基础和指导思路。
苗春龙[5](2020)在《港口机械大型构件焊接顺序规划研究》文中认为如今在港口、汽车、建筑等诸多领域,焊接工艺得到较为广泛的使用。然而由于焊接热循环、几何约束和材料尺寸等原因,焊接完成后焊接结构通常会出现变形与残余应力。在焊接大型构件时,如果忽视对焊接变形的处理,则会导致产品无法装配和质量降低。而大型构件空间结构复杂,一般有多道焊缝,焊缝的焊接次序对构件的最终变形影响重大,故而在大型构件设计阶段和制造阶段对对焊接顺序进行规划是很有必要的,焊接变形的预测方法是焊接顺序规划的基础,从研究焊接顺序对焊接变形的影响出发,控制制造阶段焊接变形产生的大小,从而给焊接工艺的制定提出参考意见,这对工业生产及有重要的意义和应用价值。本文以国家重点研发计划:面向港口机械超大型构件的机器人制造技术与系统集成及应用示范为背景,采用基于ABAQUS的弹塑性固有应变有限元法,对港口门机的门架底座箱梁进行了目标为焊接变形最小化的焊接顺序规划,避免了热弹塑性有限元法运算量大速度慢、固有应变法无法考虑焊接顺序的缺点。首先以T型接头为对象,借助于热弹塑性有限元法对其焊接过程进行模拟,进而得到T型接头的固有应变值大小。其次,采用包括弹塑性固有应变法在内的三种固有应变法分别对同一T型接头进行模拟,验证基于ABAQUS的弹塑性固有应变有限元法模拟焊接变形的可行性和结果准确性。然后,通过一个双腹板模型的变形预测验证弹塑性固有应变法研究焊接顺序对焊接变形影响的可行性。最后,采用基于ABAQUS的弹塑性固有应变法对不同焊接顺序下门架底座箱梁的变形进行了模拟,优选出了变形最小的焊接顺序。结果表明,弹塑性固有应变法可以在较短时间内获得不同焊接顺序下大型构件的焊接变形,优选出的最佳焊接顺序,可以将箱型梁变形减小11.28%。
王林[6](2020)在《后倾式离心风机叶轮机器人焊接技术研究》文中提出后倾式离心风机叶轮是离心风机的核心部件,是由多个薄壁件通过焊接成型,板材薄且焊缝数量多,手工焊接劳动强度大,焊接质量难以保证,而叶轮的焊接质量对风机的性能和寿命有着巨大的影响,决定了离心风机的市场竞争力,受到相关风机企业的重视。机器人焊接系统的快速发展和广泛应用为实现风机叶轮的自动化焊接,以提升其焊接质量和减少劳力提供了途径。为此,本文开展机器人焊接后倾式离心风机叶轮的相关技术研究,研制回转式双工位变位机,并实现其与机器人焊接系统的集成,研究焊接工艺参数、焊接顺序和焊接方向等,以保证后倾式离心风机叶轮焊缝质量和减少焊后变形。论文的主要工作如下:首先,阐述了论文的选题背景和意义,分析总结了国内外机器人焊接系统和焊接变位机的发展及应用现状;对焊接变形预测等领域的国内外研究进展进行了概括,最后提出了本文的研究内容。其次,针对目前风机企业严重依赖手工焊接生产后倾式离心风机叶轮的现状,结合现有机器人焊接系统,提出了回转式双工位机器人焊接系统的总体设计方案;设计了具有双工作台的回转式焊接变位机和用于后倾式离心风机叶轮焊接的夹具;根据叶轮结构和材料种类对机器人焊接系统进行选型;对回转式双工位机器人焊接系统内的各个功能模块的控制系统进行集成,采用了 VC++6.0编程语言开发了人机操作界面。第三,针对后倾式离心风机叶轮板材薄,采用试验寻找最优焊接参数难的问题,采用基于热弹塑性有限元法的Visual-Environment软件结合双椭球热源模型对后倾式离心风机叶轮局部有限元模型在不同焊接参数下的焊缝接头熔池情况进行数值模拟与验证。对比不同焊接参数对局部有限元模型产生的变形和焊后应力情况进行分析,找出了最优的焊接速度和焊接电流等焊接参数。第四,针对后倾式离心风机叶轮板材薄且焊缝数量多,焊后容易产生焊接变形的问题,要对各条焊缝的焊接顺序和焊接方向进行严格控制,从而在更大程度上减少焊后变形。本文采用基于固有应变法的Weld-planner软件对后倾式离心风机叶轮在不同焊接顺序和焊接方向下产生的焊后变形情况进行数值模拟,通过对比不同焊接顺序和焊接方向下产生的变形情况找出最优的焊接顺序和焊接方向。最后对全文进行了总结,提出进一步的研究方向。
张林[7](2020)在《7050铝合金搅拌摩擦焊接头微观织构及力学性能研究》文中研究说明针对高强铝合金搅拌摩擦焊构件在长期服役过程中可能诱发的疲劳断裂等问题。本文对7050铝合金搅拌摩擦焊工艺参数进行了优化,结合EBSD技术研究了FSW接头各区域的微观组织、织构演变规律及晶粒取向与力学性能之间的关系,并对接头疲劳裂纹扩展行为进行了研究。主要研究结果如下:旋转速度与焊接速度对焊缝表面成型性的影响归结于焊接热输入及塑性金属流动性。热输入过高时,焊缝容易形成飞边、隧道型孔洞缺陷;热输入过低时,塑性金属不足,流动性差,焊缝表面容易起皮且有隧道型孔洞缺陷。焊核区晶粒尺寸随焊接参数变化而变化,同一焊接参数下接头上部的晶粒尺寸要大于下部;随着旋转速度的提高,焊核两侧热机影响区的变形程度均增强,后退侧热机影响区的再结晶程度要大于前进侧;热影响区晶粒组织在不同焊接参数下长大不明显。焊核区显微硬度受旋转速度影响较大,随着旋转速度升高硬度降低。热输入较高时,接头抗拉强度较低,延伸率高,断裂失效容易发生在后退侧热影响区;热输入过低时,接头断裂在焊核区,拉伸性能最差。焊核区中几何应变效应、连续和非连续动态再结晶共同发生导致晶粒细化,应变分布较为均匀且略低;热机影响区中主要为条带状晶粒,晶粒变形程度大,应力集中相对严重。焊接接头不同区域微观织构存在差异,母材织构类型为(011)[100]Goss织构、(112)[11—1]Copper织构和(001)[100]Cube织构;焊接过程中,焊缝金属发生热塑性变形,在前进侧热机影响区形成(111)[—110]剪切织构、(110)[—112]Brass织构及(100)[0—12]和(100)[01—2]再结晶织构;焊核区中为[100]//WD、[110]//WD、[111]//WD丝织构;而后退侧热机影响区则形成了(001)[110]旋转立方再结晶织构和(112)[11—1]Copper织构。由于接头不同区域的晶粒取向存在差异,会对各区域的拉伸性能产生一定影响。焊核区中晶粒所对应的Schmid因子值都较高,该区域拉伸性能差;前进侧与后退侧区域部分晶粒所对应的Schmid因子值较低,拉伸性能要强于焊核区。FSW接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率均高于母材,接头的疲劳性能要比母材差;焊核区位置的疲劳裂纹扩展速率最快;其次是热机影响区位置,且前进侧的扩展速率要高于后退侧;热影响区位置的疲劳裂纹扩展速率最慢。疲劳裂纹扩展初期,焊核区位置和热影响区位置断口表面均观察到疲劳辉纹;而热机影响区位置则没有疲劳辉纹的产生。疲劳裂纹稳态扩展期,接头不同区域断口均出现了疲劳辉纹。焊核区位置的疲劳裂纹呈沿晶和穿晶混合方式扩展,热机影响区位置裂纹则主要以穿晶形式进行扩展;裂纹的偏转及裂纹分支的产生都会降低疲劳裂纹的扩展速率。
柳健[8](2019)在《Cu/Al超声焊及电流-超声复合焊界面特征和扩散行为的研究》文中认为铝和铜因具有良好的导电性、导热性和耐蚀性,广泛的应用于电力电子、仪器仪表、航空航天、国防工业和新能源汽车等领域。但是铜和铝在熔点、比热容、热膨胀系数、热导率等方面存在较大差异,并且铜铝之间易形成金属间化合物,传统的焊接方法很难实现两者的良好连接。超声波焊接是一种低温、低能耗、高效率的固相连接方法,改善了热物理性能差异的影响,可以实现铜铝的连接,但接头性能仍然受到金属间化合物和界面微观结构的制约。本文研究铜铝超声波焊接界面金属间化合物的生长与微观结构,对比分析了单一超声焊与电流-超声复合焊接的界面特征和力学性能,为改善铜铝焊接接头的力学性能提供理论参考。建立了铜铝超声波焊接过程金属间化合物生长的预测模型。利用铜铝超声预焊试样等温时效处理结果建立金属间化合物生长的静态预测模型。通过考虑空位浓度的动态变化过程,结合空位扩散机制及材料本构方程,建立超声波焊接过程金属间化合物生长的动态预测模型。研究结果表明,在超声波焊接条件下,金属间化合物厚度的静态模型预测值远小于实际测量值,动态模型预测值与实际测量值吻合良好。利用有效生成热模型,结合吉布斯自由能的变化,阐明了超声作用下铝合金因大变形产生大量的过饱和空位浓度加速了铜原子向铝合金内扩散,是该条件下形成金属间化合物的种类与等温时效条件下明显不同的主要原因。系统研究了铜铝超声波焊接界面特征(塑性流动、金属间化合物与晶粒形貌)和力学性能随焊接时间的变化规律。结果表明在焊接压力与超声振动的作用下,焊接界面塑性流动程度随着焊接时间的增加明显增大;毗邻焊接界面的铜晶粒形貌和平均直径基本不变,但是铝合金经历了晶粒破碎、动态再结晶以及晶粒长大的过程,铝合金晶粒形貌与大小发生了明显的变化;铜和铝合金的织构强度随焊接时间的增加均呈现先减小后增大的规律,但是铜的织构类型不随焊接过程变化,铝合金则形成了新的剪切织构、轧制织构和多种再结晶织构。铜铝焊接接头的抗拉强度和断裂能量随着焊接时间的增加先增大后减小,当焊接界面呈现较大深度的局部机械自锁、均匀的金属间化合物薄层以及细小的等轴晶粒时,焊接接头的抗拉强度达到最大。此外,分析了铜铝焊接边缘裂纹的形成机制,探讨了边缘裂纹与超声功率曲线的变化之间的内在联系。探究了电流-超声复合焊接中,辅助电流对焊接接头的界面特征和力学性能的影响规律。超声峰值功率、界面塑性流动程度和金属间化合物的厚度都随着辅助电流的增加而增大。复合焊的辅助电流加速了界面温度的上升过程,促使毗邻焊接界面区域在更短时间内达到与单一超声焊相近的剪切变形程度,同时获得更大铜铝相互嵌入深度、更薄的金属间化合物以及更多细小铝合金等轴晶粒,提高了焊接接头抗拉强度与断裂能量。铜铝焊接接头的抗拉强度与断裂能量随着辅助电流的增加先增大后减小,最高强度明显高于单一超声焊。
刘鲁亭[9](2019)在《LED固晶锡膏流变、印刷及焊接性能研究》文中研究说明大功率LED作为第四代电光源,因其低功耗、高光效、安全环保、寿命长等优点成为照明业界的新宠。但是随着大功率LED的快速应用,芯片散热问题成为制约照明行业发展的主要瓶颈之一。从LED封装结构来看,固晶材料的选择及固晶质量对大功率LED的散热有着重要影响。传统的固晶材料-银胶由于对可见光有一定的吸收作用并且热导率较低已经不能满足大功率LED的性能要求。在此背景下,市场上出现了一种固晶锡膏,能够有效解决大功率LED的散热问题。但是这种材料在应用于细间距焊接时会产生桥连、芯片漂移和空洞等问题。针对以上问题,本文从助焊剂的三大组分触变剂、活性剂和溶剂出发,以Sn3.0Ag0.5Cu金属粉末搭配不同助焊剂制备的固晶锡膏为研究对象,通过印刷测试、老化测试和焊接测试评估了不同助焊剂成分对锡膏印刷性能、抗坍塌性能和焊接性能的影响。并且借助流变学测试方法,包括粘度测试、触变性测试、滞后环测试和震荡应力测试,探究了不同流变学参数对锡膏流变性能的影响。最后,本文进行了自制锡膏与商用锡膏的性能对比。通过选取不同种类的触变剂、溶剂和活性剂,采用印刷实验、老化实验和焊接实验测试固晶锡膏的性能。结果表明,与蓖麻油类触变剂相比,采用聚酰胺蜡类触变剂(Plus)制备的固晶锡膏的粘度更大,采用蓖麻油类触变剂(advitrol00)制备的固晶锡膏抗坍塌性能和焊接性能更好。采用己二醇溶剂制备的固晶锡膏的粘度较大,以醇醚类溶剂(二乙二醇辛醚)制备的固晶锡膏抗坍塌性能和焊接性能比较优异。采用固态有机酸制备的固晶锡膏的粘度比较大,而采用液态有机酸制备的固晶锡膏抗坍塌性能和焊接性能更好。对含有不同组分的固晶锡膏进行流变测试,结果表明:触变剂相较于溶剂和活性剂,对锡膏的粘度、粘弹性和耗损系数的影响最为明显。对于触变剂,聚酰胺蜡类触变剂plus比蓖麻油衍生物类触变剂相对于锡膏具有更高的增稠性、弹性特性和较低的耗损系数。而含有蓖麻油类触变剂advitrol100的锡膏具有适宜的粘度和较高的触变恢复指数。对于溶剂,含有二乙二醇己醚或二乙二醇辛醚的锡膏具有更高的触变恢复指数和良好的流动性。对于活性剂,采用IPU-22作为活性剂,锡膏具有较高的触变恢复指数和较低的耗损系数。平行实验表明,自制锡膏与商用锡膏都具有良好的印刷性能和剪切强度,但是自制锡膏具有更好的抗坍塌性能,并且能够满足焊盘间距在0.08mm以上的焊接要求。
杨涛[10](2019)在《铝镁异种金属搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能研究》文中研究表明采用传统的熔化焊焊接铝镁异种金属时,接头具有大量的组织缺陷,导致接头结合强度较低。为了避免熔化焊带来的接头组织缺陷,本文采用搅拌摩擦搭接焊(Friction stir lap welding,FSLW),分别在空气与水中对铝镁异种金属进行焊接。利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和X射线衍射仪等方法对空气与水介质中铝镁异种金属FSLW接头的宏观形貌、晶粒尺寸、金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)等微观组织进行了表征,并对焊接接头的显微硬度、剪切性能进行了评价,本文得到的主要研究结果如下:空气中铝镁异种金属FSLW时,采用圆锥螺纹搅拌针焊接接头成形性优良。高转速导致接头的成形性较差,降低转速可提高接头的成形质量。与母材相比,接头Al侧与Mg侧搅拌区(Stir zone,SZ)的晶粒分别由39μm和27μm细化至1μm和6.5μm。转速升高促使晶粒细化。接头Al/Mg搭接界面元素互扩散生成了IMC层。IMC层由颗粒状的Al12Mg17、Al3Mg2、MgZn2和Al2Cu相聚集形成。转速升高导致接头IMC层厚度增加。IMC导致接头的硬度急剧升高。接头界面分布的IMC层恶化了接头的剪切性能,剪切断裂沿着IMC层断裂,断口表面分布有大量的片层状IMC。水下搅拌摩擦搭接焊(Subermedged friction stir Lap welding,SFSLW)降低了铝镁异种金属的焊接温度,水介质中高转速焊接接头的成形质量较高。与空气中焊接接头相比,SFSLW接头的晶粒被细化,接头Al侧与Mg侧SZ区的晶粒尺寸分别为0.5μm和2.9μm。转速升高促使SFSLW接头晶粒细化。水冷作用抑制了接头界面的元素扩散,降低了界面元素的反应速率,界面未生成IMC层,仅分布有细小的颗粒状Al12Mg17、Al3Mg2、MgZn2及Al2Cu相。晶粒细化促使接头Mg侧SZ区的硬度升高。与空气中接头相比,SFSLW接头剪切性能提高了127%,这主要归因于接头晶粒细化和未产生脆性IMC层。SFSLW接头沿着Al/Mg搭接界面断裂,断口表面分布有少量细小的IMC。
二、焊接变形的种类及原因(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、焊接变形的种类及原因(论文提纲范文)
(1)铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 轻量化材料和结构连接技术在飞机制造业中的应用 |
1.2.1 铝锂合金在飞机制造业中的应用 |
1.2.2 双侧激光同步焊接技术在飞机制造业中的应用 |
1.3 铝合金及铝锂合金双侧激光同步焊接技术的研究现状 |
1.4 常见机身壁板结构及其典型结构压缩屈曲行为研究现状 |
1.4.1 常见机身壁板结构形式 |
1.4.2 典型结构压缩屈曲失稳特点 |
1.4.3 典型结构压缩屈曲试验研究现状 |
1.4.4 典型结构压缩屈曲有限元分析研究现状 |
1.4.5 基于ABAQUS有限元软件的结构屈曲分析方法 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 试验材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备及方法 |
2.2.1 试验设备 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 特征件组织分析及性能测试 |
2.3.1 显微组织分析 |
2.3.2 扫描电镜组织的图像处理 |
2.3.3 性能测试 |
2.4 特征件和典型件焊接变形测试分析方法 |
2.4.1 特征件焊接变形测量方法及测试设备 |
2.4.2 典型件焊接变形测量方法及测试设备 |
2.4.3 焊接变形数据处理方法 |
2.5 典型件压缩性能测试分析方法 |
2.5.1 典型件试验前准备工作及测试设备 |
2.5.2 面内应变分析方法 |
2.5.3 面外位移分析方法 |
第3章 铝锂合金T型接头激光焊接成形及变形特性 |
3.1 引言 |
3.2 工艺参数对T型接头特征件焊缝成形的影响 |
3.2.1 光束间距对特征件焊缝成形的影响 |
3.2.2 点固工艺对特征件焊缝成形的影响 |
3.3 点固工艺对T型接头焊接变形的影响 |
3.3.1 点固工艺对单桁条长焊缝特征件焊接变形的影响 |
3.3.2 点固工艺对三桁条短焊缝典型件焊接变形的影响 |
3.4 焊接顺序对四桁条长焊缝典型件焊接变形的影响 |
3.5 四桁条长焊缝典型件焊接工装夹具设计 |
3.6 本章小结 |
第4章 焊后热处理对铝锂合金T型接头组织及力学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 热处理工艺参数选择 |
4.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
4.3.1 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
4.3.2 焊后热处理对T3 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
4.3.3 焊后热处理对T3 态铝锂合金显微组织的影响及强化机制分析 |
4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头组织性能的影响 |
4.4.1 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头横向拉伸性能的影响 |
4.4.2 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微硬度的影响 |
4.4.3 焊后热处理对T8 态铝锂合金T型接头显微组织的影响 |
4.4.4 焊后热处理对T8 态铝锂合金接头强化机理 |
4.5 本章小结 |
第5章 铝锂合金激光焊接典型件压缩屈曲试验及有限元分析 |
5.1 引言 |
5.2 铝锂合金激光焊接典型件压缩性能测试夹具设计 |
5.3 典型件压缩屈曲试验前的系统校准 |
5.4 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲试验测试结果 |
5.4.1 对称典型件压缩失效载荷及最终破坏形式 |
5.4.2 对称典型件压缩载荷下面内应变 |
5.4.3 对称典型件压缩载荷下面外位移 |
5.4.4 对称典型件压缩屈曲失效机制 |
5.5 铝锂合金激光焊接对称典型件压缩屈曲有限元模型建立 |
5.5.1 网格划分及边界条件 |
5.5.2 材料属性 |
5.5.3 特征值屈曲分析及后屈曲分析 |
5.6 对称典型件压缩屈曲有限元分析结果与讨论 |
5.6.1 对称典型件失效载荷的模拟结果与试验结果对比分析 |
5.6.2 对称典型件面内应变的模拟结果与试验结果对比分析 |
5.6.3 对称典型件面外位移的模拟结果与试验结果对比分析 |
5.6.4 框架与角片对典型件压缩性能的影响 |
5.7 非对称典型件压缩屈曲试验与模拟结果对比分析 |
5.7.1 非对称典型件失效载荷的试验与模拟结果对比分析 |
5.7.2 非对称典型件面内应变的试验与模拟结果对比分析 |
5.7.3 非对称典型件面外位移的试验与模拟结果对比分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 典型件压缩屈曲理想化误差分析及结构设计 |
6.1 引言 |
6.2 对称典型件压缩屈曲非线性理想化误差分析 |
6.2.1 误差源分析 |
6.2.2 网格密度的非线性理想化误差 |
6.2.3 材料参数离散的非线性理想化误差 |
6.2.4 边界条件的非线性理想化误差 |
6.2.5 加载方式的非线性理想化误差 |
6.2.6 几何缺陷的非线性理想化误差 |
6.2.7 残余应力的非线性理想化误差 |
6.2.8 总体误差分析 |
6.3 典型件压缩屈曲的结构设计比较 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得创新性成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 本文研究背景及意义 |
1.1.1 本文研究背景 |
1.1.2 本文研究意义 |
1.2 国内外液压缸自动焊接设备的研究现状 |
1.2.1 国内外液压缸焊接工艺的发展现状 |
1.2.2 国内外自动焊接设备的发展现状 |
1.2.3 自动焊接设备发展趋势 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的总体设计 |
2.1 整体设备的技术要求及方案设计 |
2.1.1 整体设备的技术要求 |
2.1.2 整体设备的方案设计 |
2.2 缸筒与U型夹焊接机构的总体设计 |
2.2.1 缸筒与U型夹焊接机构的方案设计 |
2.2.2 缸筒与U型夹焊接机构的结构设计 |
2.2.3 缸筒与U型夹焊接机构的关键零部件选型 |
2.3 油管与缸筒及U型夹焊接机构的总体设计 |
2.3.1 油管与缸筒及U型夹焊接机构的方案设计 |
2.3.2 油管与缸筒及U型夹焊接机构的结构设计 |
2.3.3 油管与缸筒及U型夹焊接机构的关键零部件选型 |
2.4 卸料机构的总体设计 |
2.4.1 卸料机构的方案设计 |
2.4.2 卸料机构的结构设计 |
2.4.3 卸料机构的关键零部件选型 |
2.5 主体框架的结构设计 |
2.6 整体设备的结构设计 |
2.7 本章小结 |
第3章 驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的可行性分析 |
3.1 静力学分析 |
3.1.1 ANSYS Workbench软件简介和使用方法 |
3.1.2 主体框架和横向滑动机构静力学分析 |
3.1.3 取料机构静力学分析 |
3.2 模态分析 |
3.2.1 模态分析原理 |
3.2.2 主体框架模态分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的控制系统设计 |
4.1 控制系统设计要求 |
4.2 气动系统设计 |
4.2.1 气动控制回路原理图设计 |
4.2.2 气动元件选型 |
4.3 电控系统设计 |
4.3.1 电控系统总体方案设计 |
4.3.2 电控系统硬件选型 |
4.3.3 电控系统电路设计 |
4.3.4 电控系统软件设计 |
4.4 机器人编程 |
4.5 本章小结 |
第5章 驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的装配调试及实验研究 |
5.1 整体设备的装配及调试 |
5.1.1 整体设备的装配 |
5.1.2 整体设备的调试 |
5.2 自动焊接工艺试验 |
5.2.1 焊接特点及可焊性分析 |
5.2.2 试验材料 |
5.2.3 试验设备 |
5.2.4 试验方法 |
5.2.5 试验结果分析 |
5.3 整体设备的功能评估 |
5.3.1 功能评估指标 |
5.3.2 实验及结果分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(3)7050铝合金FSW接头滚动轧制后组织及力学性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 搅拌摩擦焊 |
1.2.1 搅拌摩擦焊原理 |
1.2.2 搅拌摩擦焊优点 |
1.2.3 搅拌摩擦焊缺点 |
1.3 表面纳米化 |
1.3.1 激光喷丸 |
1.3.2 表面机械研磨 |
1.3.3 表面机械滚压 |
1.3.4 表面纳米化原理 |
1.3.5 表面纳米化技术在焊接接头上的应用 |
1.4 课题的研究内容 |
第2章 实验材料、设备及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 搅拌摩擦焊设备 |
2.2.2 滚动轧制设备 |
2.2.3 分析表征设备 |
2.2.4 力学性能检测设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 搅拌摩擦焊工艺实验 |
2.3.2 滚动轧制工艺实验 |
2.3.3 微观组织分析 |
2.3.4 力学性能测试 |
第3章 焊接参数对7050 铝合金FSW接头组织与力学性能的影响 |
3.1 焊接参数对焊缝成型性的影响 |
3.2 焊接参数对焊接接头宏观组织的影响 |
3.3 焊接参数对焊核区微观组织的影响 |
3.3.1 晶粒形貌分析 |
3.3.2 晶界特征分析 |
3.3.3 晶粒种类及应变分析 |
3.3.4 织构分析 |
3.4 焊接参数对焊接接头力学性能的影响 |
3.4.1 显微硬度分析 |
3.4.2 焊接接头拉伸性能 |
3.4.3 焊接接头拉伸断口形貌 |
3.5 本章小结 |
第4章 滚动轧制对7050 铝合金FSW接头组织的影响 |
4.1 不同道次滚动轧制后表面形貌及粗糙度 |
4.2 不同道次滚动轧制后微观组织变形分析 |
4.2.1 变形参数计算方法 |
4.2.2 1 道次滚动轧制 |
4.2.3 2 道次滚动轧制 |
4.2.4 3 道次滚动轧制 |
4.2.5 微观组织变形参数的变化 |
4.3 不同道次滚动轧制后焊核区微观组织形貌 |
4.4 滚动轧制区域EBSD分析 |
4.4.1 晶界特征及晶粒形貌分析 |
4.4.2 晶粒种类及应变分析 |
4.4.3 织构分析 |
4.4.4 Schmid因子分析 |
4.5 滚动轧制区域TEM分析 |
4.5.1 微塑性变形层 |
4.5.2 过渡层 |
4.5.3 变形层 |
4.6 滚动轧制晶粒细化机制 |
4.7 本章小结 |
第5章 滚动轧制对7050 铝合金FSW接头力学性能的影响 |
5.1 滚动轧制接头显微硬度 |
5.2 滚动轧制接头拉伸性能 |
5.2.1 拉伸性能 |
5.2.2 拉伸断口形貌 |
5.3 滚动轧制接头疲劳裂纹扩展特性分析 |
5.3.1 疲劳裂纹扩展寿命 |
5.3.2 疲劳裂纹扩展速率 |
5.4 滚动轧制接头疲劳断口形貌特征分析 |
5.4.1 断口宏观形貌特征 |
5.4.2 预制裂纹阶段断口形貌特征 |
5.4.3 疲劳裂纹扩展路径 |
5.4.4 疲劳裂纹稳定扩展阶段初期断口形貌特征 |
5.4.5 疲劳裂纹稳定扩展阶段中期断口形貌特征 |
5.4.6 疲劳裂纹扩展瞬时断裂区断口形貌特征 |
5.4.7 滚动轧制降低疲劳裂纹扩展速率机理 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 超低温环境对9Ni钢接头疲劳性能的影响 |
1.2.2 9Ni钢热影响区粗晶区断裂韧性研究 |
1.2.3 超低温下焊缝中析出相对疲劳和断裂性能的影响 |
1.2.4 熔合线界面组织和性能 |
1.3 本文研究内容与思路 |
第2章 实验材料、平台与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 试验平台 |
2.2.1 疲劳试验机 |
2.2.2 超低温环境箱 |
2.3 接头性能试验 |
2.3.1 焊缝视检和X射线检测 |
2.3.2 显微硬度实验 |
2.3.3 拉伸性能试验 |
2.3.4 超低温夏比冲击试验 |
2.3.5 低周疲劳性能试验 |
2.3.6 CTOD断裂韧度试验 |
2.3.7 超低温裂纹扩展试验 |
2.4 材料表征方法 |
2.4.1 金相观测 |
2.4.2 扫描电子显微镜分析(SEM、BSE、EDS和 EBSD) |
2.4.3 X射线衍射仪(XRD) |
2.4.4 透射电子显微镜(TEM) |
2.5 有限元模拟分析 |
2.6 图像统计分析软件 |
2.6.1 IMAGE-PRO软件 |
2.6.2 Photoshop软件 |
2.7 本章小结 |
第3章 接头超低温低周疲劳行为和失效机理研究 |
3.1 接头微观组织和常规力学性能 |
3.2 接头超低温低周疲劳性能 |
3.2.1 接头E-N低周疲劳试验设计 |
3.2.2 母材低周疲劳性能 |
3.2.3 不同温度下接头低周疲劳性能 |
3.3 接头超低温下低周疲劳行为研究 |
3.3.1 接头超低温下低周疲劳变形特点 |
3.3.2 接头超低温下循环响应行为研究 |
3.3.3 疲劳试样断口形貌分析 |
3.4 接头超低温下低周疲失效机理研究 |
3.4.1 PMZ和焊缝中心组织特点 |
3.4.2 疲劳过程中的黄铜型织构演化 |
3.4.3 接头低周疲劳失效竞争机制研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 焊缝组织及其超低温断裂韧性研究 |
4.1 焊缝微观组织研究 |
4.1.1 焊缝组织特点和析出相的种类和分布 |
4.1.2 焊接热输入对焊缝组织的影响机理分析 |
4.1.3 不同焊缝组织常规力学性能 |
4.2 焊缝超低温断裂韧性 |
4.2.1 CTOD断裂韧性试验设计 |
4.2.2 焊缝超低温断裂韧性 |
4.3 焊缝超低温断裂行为研究 |
4.3.1 稳定扩展区断口形貌特点 |
4.3.2 稳定扩展区裂纹扩展行为研究 |
4.4 析出相对焊缝超低温断裂韧性的影响 |
4.4.1 不同焊缝微观区域有限元分析 |
4.4.2 析出相含量对微区应力和变形的影响 |
4.4.3 析出相形貌对微区应力和变形的影响 |
4.4.4 超低温下含析出相微区微裂纹形成机理分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 界面组织及其断裂行为研究 |
5.1 接头界面类型及其组织特点 |
5.1.1 9Ni钢 FCAW接头界面类型及其形成机理 |
5.1.2 不同类型界面组织特点及其硬度分布 |
5.2 稀释层的组织特点及其马氏体转变 |
5.2.1 稀释层的组织特点 |
5.2.2 稀释层的马氏体转变特点 |
5.3 界面残余变形研究 |
5.3.1 不同界面残余变形分布及其产生机理分析 |
5.3.2 DL层超低温稳定性和变形研究 |
5.4 界面断裂韧性和裂纹扩展行为研究 |
5.4.1 界面断裂韧性研究 |
5.4.2 界面裂纹扩展行为研究 |
5.5 本章小结 |
第6章 主要结论及创新点 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(5)港口机械大型构件焊接顺序规划研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 焊接顺序规划与焊接变形预测 |
1.2.1 经验法和解析法预测焊接变形 |
1.2.2 数值模拟法预测焊接变形 |
1.3 本研究课题的主要内容 |
第2章 焊接数值模拟理论基础 |
2.1 有限元法介绍 |
2.2 焊接热弹塑性有限元法理论基础 |
2.2.1 焊接温度场理论 |
2.2.2 焊接应力应变场理论 |
2.2.3 热弹塑性分析方法的应用 |
2.3 固有应变理论 |
2.3.1 固有应变有限元法 |
2.3.2 弹塑性固有应变有限元法 |
2.3.3 固有应变的确定 |
2.3.4 基于固有应变的解析法计算 |
2.3.5 固有应变的施加方法 |
2.4 ABAQUS在焊接数值模拟中的应用 |
2.4.1 ABAQUS软件介绍 |
2.4.2 ABAQUS在焊接过程有限元的应用 |
2.5 SYSWELD在焊接数值模拟中的应用 |
2.5.1 SYSWELD软件介绍 |
2.5.2 SYSWELD求解模块介绍 |
2.6 本章小结 |
第3章 T型板焊接变形有限元分析研究 |
3.1 概述 |
3.2 基于ABAQUS的热弹塑性有限元模拟 |
3.2.1 概述 |
3.2.2 焊接温度场模拟 |
3.2.3 焊接应力场模拟 |
3.2.4 焊接变形模拟 |
3.3 弹塑性固有应变法模拟 |
3.3.1 固有应变的分布规律及其提取方法 |
3.3.2 弹塑性固有应变法模拟 |
3.4 基于SYSWELD的固有应变有限元法模拟 |
3.4.1 基于SYSWELD的固有应变有限元法模拟流程 |
3.4.2 模拟计算结果 |
3.5 本章小结 |
第4章 门架底座箱梁焊接顺序规划 |
4.1 概述 |
4.2 双腹板结构焊接变形预测 |
4.3 港口机械门架底座箱梁焊接顺序规划 |
4.3.1 概述 |
4.3.2 仿真模型 |
4.3.3 固有应变数据库的建立 |
4.3.4 模拟结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(6)后倾式离心风机叶轮机器人焊接技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 机器人焊接系统发展应用现状 |
1.3 焊接变位机国内外研究现状 |
1.4 焊接变形预测研究现状 |
1.5 本课题来源及主要研究内容 |
第二章 回转式双工位机器人焊接系统总体方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 功能需求分析 |
2.3 现有机器人焊接系统总体方案 |
2.4 回转式双工位机器人焊接系统方案设计 |
2.4.1 回转式双工位焊接变位机的方案设计 |
2.4.1.1 回转式双工位焊接变位机组成单元设计 |
2.4.1.2 回转式双工位焊接变位机关键部件有限元分析 |
2.4.2 后倾式离心风机叶轮焊接夹具设计 |
2.4.3 机器人焊接系统选型 |
2.4.4 控制系统设计 |
2.4.4.1 控制系统硬件整体结构组成 |
2.4.4.2 控制系统用户界面设计 |
2.4.4.3 焊接机器人的控制流程 |
2.5 本章小结 |
第三章 后倾式离心风机叶轮机器人焊接参数研究 |
3.1 引言 |
3.2 热弹塑性有限元法 |
3.3 后倾式离心风机叶轮焊接结构件介绍 |
3.4 局部有限元模型仿真建模 |
3.4.1 局部有限元模型的创建和网格划分 |
3.4.2 焊接热源模型的建立 |
3.5 基于局部有限元模型的焊接参数模拟与验证 |
3.5.1 焊接电流、电压相同,焊接速度不同对局部有限元模型的影响 |
3.5.2 焊接速度、电压相同,焊接电流不同对局部有限元模型的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 后倾式离心风机叶轮机器人焊接顺序和焊接方向研究 |
4.1 引言 |
4.2 固有应变理论 |
4.3 后倾式离心风机叶轮焊接顺序的优化 |
4.3.1 固有应变的提取和施加 |
4.3.2 后倾式离心风机叶轮网格划分 |
4.3.3 不同焊接顺序下的变形分析 |
4.4 后倾式离心风机叶轮焊接方向的优化 |
4.4.1 焊缝处理 |
4.4.2 不同焊接方向下的变形分析 |
4.5 后倾式离心风机叶轮的试生产 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
(7)7050铝合金搅拌摩擦焊接头微观织构及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 搅拌摩擦焊原理及应用 |
1.3 铝合金织构 |
1.3.1 铝合金变形织构 |
1.3.2 铝合金再结晶织构 |
1.4 搅拌摩擦焊技术国内外研究现状 |
1.4.1 搅拌摩擦焊工艺参数 |
1.4.2 EBSD技术在搅拌摩擦焊中的应用 |
1.4.3 搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率的研究 |
1.5 课题的研究内容 |
第2章 试验材料、设备及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 搅拌摩擦焊设备 |
2.2.2 分析表征试验设备 |
2.2.3 力学性能检测设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 搅拌摩擦焊工艺试验 |
2.3.2 微观组织分析 |
2.3.3 力学性能测试 |
第3章 焊接参数对7050铝合金FSW接头组织与力学性能的影响 |
3.1 焊接参数对焊缝成型性的影响 |
3.1.1 不同旋转速度下焊缝表面成型性分析 |
3.1.2 不同焊接速度下焊缝表面成型性分析 |
3.2 焊接参数对焊缝宏观组织形貌的影响 |
3.2.1 7050 铝合金FSW接头横截面宏观组织 |
3.2.2 旋转速度对接头宏观组织形貌的影响 |
3.2.3 焊接速度对接头宏观组织形貌的影响 |
3.3 焊接参数对焊缝微观组织的影响 |
3.3.1 不同焊接参数下焊核区的微观组织 |
3.3.2 不同焊接参数下热机影响区的微观组织 |
3.3.3 不同焊接参数下热影响区的微观组织 |
3.4 焊接参数对接头力学性能的影响 |
3.4.1 不同焊接参数下接头显微硬度分析 |
3.4.2 不同焊接参数下接头拉伸性能分析 |
3.4.3 不同焊接参数下接头拉伸断口形貌 |
3.5 本章小结 |
第4章 7050 铝合金FSW接头微观组织结构特性EBSD分析 |
4.1 FSW接头横截面各区域微观组织EBSD分析 |
4.1.1 微观组织结构及晶界特征分析 |
4.1.2 不同区域晶粒种类分析 |
4.1.3 不同区域的局部应变分析 |
4.1.4 不同区域织构演变 |
4.2 焊核区微观组织的EBSD分析 |
4.2.1 焊核区晶粒形貌及晶界特征分析 |
4.2.2 焊核区晶粒种类及应变分析 |
4.2.3 焊核区织构演变分析 |
4.3 热机影响区微观组织的EBSD分析 |
4.3.1 热机影响区晶粒形貌和晶界特征分析 |
4.3.2 热机影响区晶粒种类及应变分析 |
4.3.3 热机影响区织构分析 |
4.4 FSW接头不同区域的拉伸性能特点 |
4.4.1 焊接接头Schmid因子分布与力学性能相关性 |
4.4.2 焊接接头拉伸性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 7050铝合金FSW接头疲劳裂纹扩展特性分析 |
5.1 FSW接头不同位置疲劳裂纹扩展速率比较 |
5.1.1 疲劳裂纹扩展寿命 |
5.1.2 疲劳裂纹扩展速率 |
5.2 FSW接头疲劳断口形貌特征分析 |
5.2.1 宏观疲劳断口形貌特征 |
5.2.2 疲劳裂纹扩展初期的微观断口形貌特征 |
5.2.3 疲劳裂纹稳态扩展区的微观断口形貌特征 |
5.2.4 疲劳裂纹扩展瞬断区的微观断口形貌特征 |
5.3 FSW接头疲劳裂纹扩展行为 |
5.3.1 FSW接头不同位置疲劳裂纹扩展路径 |
5.3.2 裂纹的偏转 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(8)Cu/Al超声焊及电流-超声复合焊界面特征和扩散行为的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 铜/铝异质金属的焊接性 |
1.3 超声波金属焊接研究现状 |
1.3.1 界面温度的测量 |
1.3.2 焊接工艺 |
1.3.3 微观组织特征 |
1.3.4 扩散行为 |
1.3.5 界面接合机制 |
1.4 电流辅助固相焊接的研究现状 |
1.5 本文的课题来源及主要研究内容 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 课题主要研究内容 |
第二章 试验平台及测试方法 |
2.1 超声波焊接与电流-超声波复合焊接 |
2.1.1 超声波焊接 |
2.1.2 电流-超声波复合焊接 |
2.2 试验平台 |
2.2.1 试验系统组成 |
2.2.2 超声波焊接设备 |
2.2.3 电流辅助系统 |
2.3 过程信息的检测 |
2.3.1 超声功率 |
2.3.2 焊接界面温度 |
2.3.3 焊接振幅 |
2.3.4 下压位移 |
2.4 实验方法 |
2.4.1 被焊材料 |
2.4.2 焊接参数 |
2.4.3 样品制作 |
2.4.4 扫描电子显微镜分析 |
2.4.5 XRD测试 |
2.4.6 等温热处理实验 |
2.4.7 EBSD分析 |
2.4.8 显微硬度测试 |
2.4.9 拉伸性能测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 铜铝大功率超声波焊接过程界面扩散行为 |
3.1 固体中的原子扩散 |
3.2 静态扩散模型 |
3.2.1 界面温度随振幅的变化规律 |
3.2.2 金属间化合物的时效演变 |
3.2.3 扩散系数的计算 |
3.3 超声焊IMC生长过程 |
3.3.1 界面温度的变化规律 |
3.3.2 金属间化合物的生长 |
3.4 动态扩散模型 |
3.4.1 假设 |
3.4.2 焊接界面应变速率 |
3.4.3 超声波焊接过程中空位浓度的估算 |
3.4.4 金属间化合物厚度的预测模型 |
3.5 模型试验验证及结果分析 |
3.6 模型应用 |
3.7 金属间化合物的形成机制 |
3.8 本章小结 |
第四章 铜/铝大功率超声波焊接界面特征 |
4.1 超声作用过程 |
4.2 微观组织特征 |
4.2.1 塑性流动 |
4.2.2 晶粒形貌 |
4.2.3 晶粒大小 |
4.2.4 合金织构 |
4.3 非连续动态再结晶的动力学分析 |
4.4 力学性能 |
4.4.1 抗拉强度 |
4.4.2 维氏硬度 |
4.5 界面接合机制 |
4.6 本章小结 |
第五章 铜/铝电流-超声复合焊界面特征及扩散行为 |
5.1 复合模式 |
5.2 电流作用下的超声功率及界面温度的变化 |
5.2.1 辅助电流对超声功率的影响 |
5.2.2 辅助电流对界面温度的影响 |
5.3 外加电流对界面微观特征的影响 |
5.3.1 塑性流动 |
5.3.2 IMC生长 |
5.4 力学性能 |
5.5 界面微观特征的对比 |
5.5.1 IMC和界面下压距离 |
5.5.2 IMC生长的抑制机制 |
5.5.3 晶粒形貌与大小 |
5.6 电流对铜铝焊接断面的影响 |
5.7 本章小结 |
结论 |
1 论文主要工作及结论 |
2 本文主要创新点 |
3 后期工作建议 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(9)LED固晶锡膏流变、印刷及焊接性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 LED器件散热技术的研究现状 |
1.3 固晶锡膏的简介 |
1.3.1 助焊剂成分的研究进展 |
1.3.2 锡膏性能的研究进展 |
1.4 流变学的理论基础 |
1.4.1 流变学的基本概念 |
1.4.2 牛顿流体与非牛顿流体 |
1.5 本课题研究的主要意义及内容 |
第2章 实验材料及实验方案 |
2.1 技术路线 |
2.2 实验材料的选择 |
2.2.1 Sn3.0Ag0.5Cu锡粉 |
2.2.2 助焊剂成分 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 助焊剂的制备方法 |
2.3.2 固晶锡膏的制备方法 |
2.4 固晶锡膏的性能测试 |
2.4.1 印刷测试和老化测试 |
2.4.2 焊接测试 |
2.4.3 流变性能测试 |
第3章 固晶锡膏的性能研究 |
3.1 不同助焊剂组分对锡膏印刷性能和抗坍塌性能的影响 |
3.1.1 触变剂对锡膏印刷性能的影响 |
3.1.2 触变剂对锡膏抗坍塌性能的影响 |
3.1.3 结果与分析 |
3.1.4 溶剂对锡膏印刷性能的影响 |
3.1.5 溶剂对锡膏抗坍塌性能的影响 |
3.1.6 结果与分析 |
3.1.7 不同活性剂对锡膏印刷性能的影响 |
3.1.8 活性剂对锡膏抗坍塌性能的影响 |
3.1.9 结果与分析 |
3.2 不同助焊剂组分对锡膏焊接性能的影响 |
3.2.1 不同触变剂对锡膏焊接性能的影响 |
3.2.2 不同溶剂对锡膏焊接性能的影响 |
3.2.3 不同活性剂对锡膏焊接性能的影响 |
3.3 本章小结 |
第4章 固晶锡膏的流变性能研究 |
4.1 不同触变剂对锡膏流变性的影响 |
4.1.1 低剪切速率下的粘度测试 |
4.1.2 触变性测试 |
4.1.3 滞后环测试 |
4.1.4 震荡应力测试 |
4.1.5 结果与分析 |
4.2 不同溶剂对锡膏流变性的影响 |
4.2.1 低剪切速率下的粘度测试 |
4.2.2 触变性测试 |
4.2.3 滞后环测试 |
4.2.4 震荡应力测试 |
4.2.5 结果与分析 |
4.3 不同活性剂对锡膏流变性的影响 |
4.3.1 低剪切速率下的粘度测试 |
4.3.2 触变性测试 |
4.3.3 滞后环测试 |
4.3.4 震荡应力测试 |
4.3.5 结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 自制固晶锡膏与商用固晶锡膏的性能研究 |
5.1 印刷性能测试 |
5.2 焊接性测试 |
5.3 流变性测试 |
5.4 焊点微观形貌及剪切测试 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
(10)铝镁异种金属搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 铝镁异种金属焊接背景与需求 |
1.2 铝镁异种金属焊接特点与现状 |
1.2.1 焊接特点 |
1.2.2 焊接现状 |
1.3 搅拌摩擦焊简介 |
1.4 铝镁异种金属FSLW研究现状 |
1.4.1 焊接工艺参数对FSLW接头性能的影响 |
1.4.2 金属间化合物对FSLW接头性能的影响 |
1.5 论文研究内容及意义 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究意义 |
2 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方案 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 FSLW实验 |
2.3.2 组织分析与力学性能检测 |
2.4 本章小结 |
3 空气中铝镁搭接接头组织与力学性能 |
3.1 空气中焊接工艺对接头成形性的影响 |
3.1.1 搅拌头对接头成形性的影响 |
3.1.2 转速对接头成形性的影响 |
3.2 空气中铝镁搭接接头组织 |
3.2.1 接头微观组织 |
3.2.2 接头IMC的种类及分布 |
3.3 空气中铝镁搭接接头力学性能 |
3.3.1 接头硬度分布 |
3.3.2 接头剪切性能 |
3.4 本章小结 |
4 水介质中铝镁搭接接头组织与力学性能 |
4.1 水介质中焊接工艺对接头成形性的影响 |
4.1.1 搅拌头对接头成形性的影响 |
4.1.2 转速对接头成形性的影响 |
4.2 水介质中铝镁搭接接头组织 |
4.2.1 接头微观组织 |
4.2.2 接头IMC的种类及分布 |
4.3 水介质中铝镁搭接接头力学性能 |
4.3.1 接头硬度分布 |
4.3.2 接头剪切性能 |
4.4 本章小结 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间获奖及研究成果 |
四、焊接变形的种类及原因(论文参考文献)
- [1]铝锂合金蒙皮桁条T型结构激光焊接特性和压缩屈曲行为研究[D]. 张澐龙. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]驾驶室翻转缸缸筒与U型夹及油管自动焊接设备的研制[D]. 闫佳钰. 吉林大学, 2021(01)
- [3]7050铝合金FSW接头滚动轧制后组织及力学性能的研究[D]. 周子正. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]超低温环境下9Ni钢药芯焊丝电弧焊接头低周疲劳及断裂行为研究[D]. 沐卫东. 上海交通大学, 2020
- [5]港口机械大型构件焊接顺序规划研究[D]. 苗春龙. 天津大学, 2020(02)
- [6]后倾式离心风机叶轮机器人焊接技术研究[D]. 王林. 浙江理工大学, 2020(04)
- [7]7050铝合金搅拌摩擦焊接头微观织构及力学性能研究[D]. 张林. 兰州理工大学, 2020(12)
- [8]Cu/Al超声焊及电流-超声复合焊界面特征和扩散行为的研究[D]. 柳健. 华南理工大学, 2019(06)
- [9]LED固晶锡膏流变、印刷及焊接性能研究[D]. 刘鲁亭. 江苏科技大学, 2019(03)
- [10]铝镁异种金属搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能研究[D]. 杨涛. 西安建筑科技大学, 2019(06)