厚板6063鋁合金電動(dòng)機(jī)外殼自動(dòng)焊焊接工藝及模擬分析研究.pdf

1、作為電動(dòng)汽車電機(jī)的重要部件——自循環(huán)水冷卻鋁合金電機(jī)外殼，它的重量、散熱性以及耐腐蝕性是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵。本文針對(duì)6063鋁合金電動(dòng)汽車自循環(huán)水冷卻電動(dòng)機(jī)的外殼手工焊接所存在的效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、密封性不好、強(qiáng)度不高等缺陷，研究新能源電動(dòng)汽車自循環(huán)水冷卻鋁合金電動(dòng)機(jī)的外殼自動(dòng)焊焊接工藝。為了確保厚板6063異形外殼焊接接頭質(zhì)量，電機(jī)外殼的連接處采用TIG焊進(jìn)行打底焊，MIG焊進(jìn)行填充、蓋面焊。針對(duì)厚板6063異形外殼焊接接頭，進(jìn)行組織

2、和力學(xué)性能測(cè)試、進(jìn)一步針對(duì)TIG、MIG焊接過(guò)程的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)開(kāi)展數(shù)值動(dòng)態(tài)模擬研究。本課題研究成果達(dá)到了質(zhì)量穩(wěn)定、密封性好、強(qiáng)度高，滿足企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)要求。研究結(jié)果表明:
　　1、焊接工藝方案合理:鑒于所研究的殼體結(jié)構(gòu)特殊，使用過(guò)程中要求其密封性好，強(qiáng)度高，本課題經(jīng)過(guò)大量調(diào)研、查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)分析，確定采用TIG自動(dòng)焊進(jìn)行打底焊，MIG自動(dòng)焊進(jìn)行填充焊以及蓋面焊;同時(shí)通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，得到優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)（保密）。
　　

3、2、微觀組織分析可知:母材基體為完全再結(jié)晶組織，焊接熱影響區(qū)為樹(shù)枝狀晶，焊縫為等軸晶;顯微硬度測(cè)試結(jié)果表明在距離焊縫中心較近的熱影響區(qū)域顯微硬度值為69.7HV，距離焊縫中心約12mm處存在軟化區(qū)，其硬度值為58.2HV。
　　3、拉伸實(shí)驗(yàn)分析可知:母材抗拉強(qiáng)度為212MPa，6063鋁合金電機(jī)外殼的手動(dòng)焊和自動(dòng)焊焊接接頭的抗拉強(qiáng)度分別為73MPa和135MPa，顯然自動(dòng)焊焊接接頭的強(qiáng)度要比手工焊焊接接頭強(qiáng)度提高約一倍;拉伸斷口S

4、EM分析表明，自動(dòng)焊斷口形貌較手工焊斷口形貌的韌窩多而均勻，并且韌窩比手工焊要深，宏觀表現(xiàn)為自動(dòng)焊的強(qiáng)度和延伸率值比手工焊的大。
　　4、沖擊實(shí)驗(yàn)分析可知:6063鋁合金電機(jī)外殼的自動(dòng)焊焊接接頭的沖擊強(qiáng)度值為60J，較母材的沖擊強(qiáng)度值大，即自動(dòng)焊焊接接頭的沖擊強(qiáng)度滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。
　　5、厚板6063鋁合金電機(jī)異形外殼TIG焊接過(guò)程中的溫度場(chǎng)數(shù)值動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果表明:焊接熔池隨著熱源的移動(dòng)而移動(dòng)，溫度場(chǎng)分布逐漸發(fā)生變化。溫度最

5、高點(diǎn)集中在焊縫中心處，約為720～755℃，靠近焊縫區(qū)的溫度約為595℃，由焊縫中心處到母材處存在溫度梯度變化，隨著時(shí)間變化，趨于常溫。MIG焊接過(guò)程中溫度場(chǎng)模擬結(jié)果分布規(guī)律與TIG焊接模擬結(jié)果基本一致。
　　6、厚板6063鋁合金異形電機(jī)外殼TIG焊接過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果表明:焊接過(guò)程中焊縫中心的應(yīng)力值最大，并且隨著熱源的移動(dòng)而移動(dòng)，最大應(yīng)力值約為149～220MPa。周圍熱影響區(qū)的應(yīng)力場(chǎng)分布逐漸遞減，隨著焊縫冷卻，應(yīng)力分