含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究

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1、硕士学位论文MASTER´SDISSERTATION论文题目含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究作者姓名李艳芳学科专业机械设计及理论指导教师付宇明教授2015年5月中图分类号：TG455学校代码：10216UDC：620密级：公开工学硕士学位论文含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究硕士研究生：李艳芳导师：付宇明教授申请学位：工学硕士学科专业：机械设计及理论所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalDesignandTheoryRESEARCHONELECTROMAGNETICHEATINGSTRENGT

2、HENINGOFALUMINUMALLOYWELDEDJOINTSWITHHOLEDEFECTSbyLiYanfangSupervisor:ProfessorFuYumingYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年

3、月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要铝合金焊接是汽车制造的

4、关键技术之一，然而由于焊接技术本身的局限性使得焊接接头容易出现各种各样的缺陷。电磁热止裂技术作为一种遏制缺陷扩展的新型止裂方法，将其应用在铝合金焊接领域中对提高焊接接头性能有着重要的意义。本文针对铝合金焊接接头中经常存在的孔洞缺陷，通过理论分析、数值模拟和实验研究三者相结合的方法对其进行了电磁热止裂强化研究，主要研究内容包括以下几个方面：(1)建立了含孔洞缺陷的铝合金焊接接头理论分析模型，利用热源法和温度场边界条件求解了脉冲放电瞬间孔洞缺陷附近的温度场，分析了孔洞附近某一点的温度变化；利用儒可夫斯基保角变换，推导出孔洞前缘的热应力强度因子和综合应力强度因子。(2)对6061铝合金平

5、板对接焊的焊接过程进行了数值模拟，分析了焊接参数和焊板尺寸对温度场的影响，并建立了含孔洞缺陷6061铝合金焊接接头电磁热强化有限元分析模型，运用热-电-机械耦合求解了放电瞬间孔洞缺陷附近的温度场、应力场和应变场。(3)通过TIG焊接方法制备了6061铝合金和A356铝合金平板对接焊接接头试件，利用自行研制的ZL-2型大功率脉冲放电装置完成了焊接接头的放电强化试验，对放电前后焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能、微观断口和EDS成分进行了对比分析，揭示了电磁热对含缺陷铝合金焊接接头的强化效果和强化机理。本文从理论分析、数值模拟和实验研究三个方面对含孔洞缺陷铝合金焊接接头进行了电磁热

6、强化研究，结果均表明：电磁热止裂强化技术能够提高焊接构件的力学性能，为该技术在焊接领域的应用奠定了基础。关键词：电磁热；铝合金；焊接接头；微观组织；力学性能IAbstractAbstractAluminumalloyweldingisoneofthekeytechnologiesinthefiledofautomobilemanufacturing,howeverthedefectsareeasilygeneratedduetothelimitationsofweldingtechnologyitself.Electromagneticheatingcrackarrestisane

7、wtechnologytoimplementthecrackarrestingorevenhealingthewoundofmetalstructureswithdefects.Applyingthistechniquetoaluminumalloyweldingfieldscanimprovemechanicalpropertyofweldedjointsbetter.Accordingtotheholedefectsexistinginthealuminumall