v型坡口对钢铝激光对接熔钎焊性能影响研究

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1、TheinfluenceofV-shapedgrooveonpropertiesoflaserwelding—brazedsteel—aluminumbuttjointbyWUKeruB．E．(HunanUniversity)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorPr

2、ofessorCHENGenyuMay，2013㈣5舢3删5咖2圳6洲3㈣Z叫Y湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：关乞咖日期：wI弓年r月巧自学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子

3、版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囱。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名：羡童鼽刷噬轹以．．彬日期：wI弓年厂月-4-Ej日期。叫≈’膨日硕士学位论文摘要轻量化是有效降低油耗、减少汽车废气排放和提高汽车安全性的重要技术途径之一。目前实现汽车轻量化的主要措施之一就是采用高强度的轻质材料。通过使用一些更轻的材料比如铝合金、镁合金、塑料及复合材料等来降低车的重量，从而能

4、够实现节能环保的功能，这就要求我们必须掌握钢／铝等异种金属间的连接工艺以满足实际应用的需求。近年来出现的熔钎焊特别适用于钢与铝这种熔点差别特别大的金属间的焊接，为钢／铝优质、高效的连接开辟了新途径。本文分析了钢／铝激光熔钎焊实验中接合界面上容易出现金属间化合物层分布极不均匀的现象，过厚或者过薄的金属间化合物层均对焊缝的机械性能不利。故为了改善这一现象，开展了V型坡口对钢／铝激光对接熔钎焊性能的影响方面的研究，同时对激光填丝焊进行了工艺研究。首先，总结了激光焊接和激光填丝焊接的作用机理及特点，阐述了激光焊接技术的优缺点及应用领域，分析了汽车白车身

5、轻量化材料的运用现状以及钢／铝异种金属连接研究现状，搭建了钢／铝激光对接熔钎焊实验平台。其次，针对V型坡口对钢／铝激光对接熔钎焊性能的影响进行了深入的研究。在ANSYS软件中分别进行不开坡口与V型坡口钢／铝激光对接熔钎焊三维温度场数值模拟，经建立几何模型、网格划分、加载激光热源模型、确立边界条件、后处理等一系列步骤得到两种情况下的温度云图。根据二者接合界面上温度梯度的差异及相关理论分析，得到V型坡口能够改善接合界面上金属间化合物层分布的不均匀性这一结论，并为后续的不开坡口与V型坡口钢／铝激光对接熔钎焊实验提供指导。再次，开展不开坡口钢／铝激光对

6、接熔钎焊试验。通过正交试验选取较佳的工艺参数，在该参数下进行单一因数工艺试验以探究不同工艺参数下的焊接质量，总结出各工艺参数(激光功率、焊接速度、送丝速度)对焊接质量的影响规律：对试验结果进行了焊后质量检测分析，包括焊缝表面形貌、金相组织、拉伸强度等；总结焊接过程中常见的焊接缺陷并进行原因分析。最后，开展在母材上开设V型坡口的钢／铝激光对接熔钎焊实验。在焊缝截面形状、焊缝与镀锌钢接合界面上金属间化合物层厚度分布情况、焊缝抗拉强度、试样断裂位置等方面与不开坡口钢／铝激光对接熔钎焊进行对比分析。从实验的角度证明V型坡口能够改善钢／铝激光对接熔钎焊焊

7、缝的机械性能。关键词：激光熔钎焊；金属间化合物；V型坡口；数值仿真；温度梯度IIv型坡口对激光对接熔钎焊性能影响的研究AbstractLightweightisoneofthemostimportanttechnologiesforreducingfuelconsumption，decreasingautomobileemissionsandimprovingsecurityofautomobile．Atpresent，oneofthemainmeasuresofachievinglightweightisadoptinghigh—streng

8、thlightweightmaterials．Toreduceweightofautomobiletoachievethefunctionofener