雙向超聲波隨焊控制鋁合金焊接變形及熱裂紋的機(jī)理研究.pdf

1、硬鋁合金薄板構(gòu)件焊接后存在大的焊接變形和熱裂敏感性高等缺點(diǎn)，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了雙向超聲波激振隨焊控制法。在焊接過(guò)程中通過(guò)對(duì)鋁合金薄板同時(shí)施加垂向超聲與橫向超聲激振，來(lái)綜合控制焊接變形及熱裂紋。垂向超聲作用于熔池后方一定距離的高溫塑性區(qū)，激振該部位金屬使其產(chǎn)生縱向塑性流動(dòng)，抵消焊縫收縮，達(dá)到控制焊接變形的目的。橫向超聲作用于薄板兩側(cè)，通過(guò)激振對(duì)脆性溫度區(qū)間進(jìn)行橫向擠壓來(lái)抵消其冷卻過(guò)程受到的致裂拉伸應(yīng)變，控制焊接熱裂紋。
　　根據(jù)雙向

2、超聲激振隨焊原理，利用MARC軟件建立了雙向超聲隨焊有限元模型。通過(guò)對(duì)焊接溫度場(chǎng)，應(yīng)力場(chǎng)的模擬值與實(shí)際焊接試件實(shí)測(cè)值的對(duì)比，驗(yàn)證了模型的可靠性。通過(guò)模擬初步確定了雙向超聲隨焊的一些焊接工藝參數(shù)，得到了垂向超聲控制焊接變形最佳激振功率及有效激振范圍，橫向超聲控制焊接熱裂紋的激振振幅與功率對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　自行研制了雙向超聲隨焊裝置及夾具，并進(jìn)行了焊接試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，垂向超聲在控制焊接變形方面起主要作用，但其同時(shí)也會(huì)增大焊接熱裂紋傾

3、向。橫向超聲可以完全抑制焊接熱裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，同時(shí)對(duì)控制焊接變形也有一定貢獻(xiàn)。有效的垂向超聲激振距離為25mm-50mm，當(dāng)橫向超聲功率為100W時(shí)，隨著垂向超聲激振距離的減小，焊接撓曲變形越來(lái)越小，當(dāng)垂向超聲激振距離為25mm時(shí)，最大撓曲變形量為2mm，但同時(shí)試件的裂紋率也隨之增大。增大橫向超聲功率可以有效抑制熱裂紋的產(chǎn)生。在垂向超聲激振距離為25mm時(shí)，橫向超聲功率為100W時(shí)的裂紋率為9.7％，而施加功率為200W橫向超聲后，可