鋁合金電阻點焊熔核一次組織及形態(tài)模擬.pdf

1、鋁合金電阻點焊熔核尺寸大小、一次組織形貌及縮松縮孔缺陷等情況決定了點焊焊點質(zhì)量，進而決定接頭的力學性能。因鋁合金點焊工藝過程模擬存在諸多難點，所以針對鋁合金點焊方面的數(shù)值研究還相對較少，特別是針對鋁合金點焊微觀組織演變及縮松縮孔的研究更為鮮見，本文運用數(shù)值模擬方法對鋁合金點焊熔核尺寸、一次組織形貌及縮松縮孔進行模擬預(yù)測，為鋁合金點焊接頭力學性能評估提供理論參考。
　　首先對AA5754鋁合金電阻點焊過程溫度場展開數(shù)值模擬研究，模型

2、中考慮了隨溫度變化的邊界條件、熱物性參數(shù)以及在電極力與溫度共同作用下的接觸電阻的影響，分析了不同點焊規(guī)范參數(shù)對熔核尺寸的影響。經(jīng)與相同點焊參數(shù)下獲得的點焊接頭剖面測量結(jié)果對比表明，模擬與實際點焊接頭熔核尺寸測量結(jié)果吻合較好。
　　在前述溫度場模擬結(jié)果基礎(chǔ)上，利用元胞自動機與有限元(CA-FE)耦合模型，實現(xiàn)了對鋁合金點焊接頭在冷卻凝固過程中熔核微觀組織演變的模擬，包括熔合線附近的柱狀晶競爭生長模擬以及柱狀晶向熔核中心的等軸晶轉(zhuǎn)變(

3、CET)的模擬，在此基礎(chǔ)上，模擬研究了電流強度對鋁合金點焊熔核組織的影響。經(jīng)與實際鋁合金點焊接頭金相組織對比表明，鋁合金點焊熔核一次組織形貌、晶粒平均尺寸以及柱狀晶與等軸晶分布比例等模擬結(jié)果與實際試驗結(jié)果吻合較好。
　　最后基于臨界固相率法與Niyama判據(jù)對一定工藝參數(shù)下鋁合金點焊熔核不同類型縮松縮孔進行模擬預(yù)測，對集中縮孔進行了定量分析，對其他類型縮松縮孔進行了定性分析。經(jīng)與實際點焊接頭縮松縮孔情況對比表明，模擬與試驗實際結(jié)果