異種金屬管材的復(fù)合塑性流動連接技術(shù)的理論研究.pdf

1、為節(jié)約資源,降低產(chǎn)品成本,需要實現(xiàn)諸如冰箱、空調(diào)的銅管與鋁管等異種金屬管的連接。前人進(jìn)行過大量的研究,提出了許多種連接工藝方法與技術(shù),但這些技術(shù)基本上屬于焊接技術(shù)范疇,均存在焊接工藝過于復(fù)雜或焊接質(zhì)量不盡人意等不足,特別是對于焊接性差異很大的異種金屬。對此,為有效解決這些問題本文基于塑性流動原理提出了一種固相連接方法——復(fù)合塑性流動連接。
　　本文首先進(jìn)行了連接裝置系統(tǒng)的構(gòu)思,連接部分主要由旋壓頭、模具、旋轉(zhuǎn)夾具組成,旋壓頭與模具

2、共同作用產(chǎn)生了金屬塑性流動區(qū)。應(yīng)用流函數(shù)理論,對金屬的流動特性進(jìn)行了理論分析,把握了非塑性區(qū)與塑性區(qū)的關(guān)聯(lián)性和金屬塑性流動的規(guī)律。并對連接的塑性區(qū)金屬進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變分析,掌握了金屬的變形規(guī)律。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行了仿真實驗的研究。通過對模型的簡化,在忽略溫度影響的情況下,運(yùn)用ANSYS對銅管和鋁管的復(fù)合塑性流動連接變形過程進(jìn)行了有限元分析。分析結(jié)果表明,在異種金屬連接過程中會出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào);然后運(yùn)用DEFO

3、RM建立了異種金屬管連接過程的金屬塑性流動模型,并且在模擬過程中設(shè)定不同的連接工藝參數(shù)進(jìn)行分析。模擬結(jié)果表明,金屬塑性流動性能跟連接過程中的溫度、旋壓頭的旋轉(zhuǎn)速度和連接速度有很大關(guān)系。溫度不足以使金屬軟化時,金屬塑性流動較差,金屬得到較好的軟化時,流動性能較好,證明了連接過程中適當(dāng)?shù)臏囟饶苡行Ь徑庾冃尾粎f(xié)調(diào)。并發(fā)現(xiàn)上部金屬的軟化程度比下部金屬要好、塑性流動更明顯,進(jìn)一步找出金屬塑性流動的規(guī)律和影響條件。
　　最后,本文在上述分析的

4、基礎(chǔ)上,繼續(xù)運(yùn)用DEFORM對連接工藝參數(shù)和裝置中的關(guān)鍵部件對連接質(zhì)量的影響進(jìn)行了分析。模擬結(jié)果表明,合適的連接工藝參數(shù)能產(chǎn)生良好的連接質(zhì)量;在條件相同的情況下,圓錐形旋壓頭比圓柱形旋壓頭的連接效果更好;在沒有模具作用的條件下連接時會產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷,連接根本無法完成,說明了模具在此復(fù)合塑性流動連接過程中的重要性。
　　本文基本達(dá)到了研究目標(biāo),研究成果為基于復(fù)合塑性流動的異種金屬管連接技術(shù)開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ),并對相應(yīng)的設(shè)備研制具有一定