隨焊電磁沖擊控制焊接熱裂紋研究.pdf

1、高強(qiáng)鋁合金薄板-殼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，存在焊接熱裂紋敏感性高的缺點(diǎn)。本文從力學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理提出了一種利用電磁力隨焊控制焊接熱裂紋的新方法。該方法不改變焊縫成分，能量易于控制，可實(shí)現(xiàn)無機(jī)械接觸控制熱裂紋，焊件表面無損傷，不影響接頭疲勞性能。
　　為滿足研究需要，本文研制了一套脈沖電磁沖擊裝置，設(shè)計(jì)功率為10kW。該裝置以電容為儲(chǔ)能元件，充電電壓在0～1000V之間靈活選擇，可以產(chǎn)生9～90Hz的脈沖電磁力。通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了

2、設(shè)計(jì)方案的可行性，并結(jié)合實(shí)際選擇主要元件參數(shù)。實(shí)測結(jié)果表明該裝置性能滿足設(shè)計(jì)要求。
　　為測量線圈與工件間隙之間的磁場分布，選擇霍爾傳感器AD22151和HGT-2100作為測量元件，分別設(shè)計(jì)檢測電路，并測量了平板螺旋線圈、平板螺旋線圈加集磁器和鐵芯線圈的磁場分布。結(jié)果表明，平板螺旋線圈加集磁器后，可將磁場集中分布在焊縫區(qū)域，對(duì)控制焊接熱裂紋更為有利。
　　采用平板螺旋線圈配合集磁器研究了隨焊電磁沖擊對(duì)焊接熱裂紋的影響。試驗(yàn)

3、發(fā)現(xiàn)，脈沖電容充電電壓和脈沖電磁力頻率對(duì)試件熱裂紋率影響很大，電壓和頻率過大或過小均不利于熱裂紋的抑制。最佳效果時(shí)，裂紋率由常規(guī)焊時(shí)的47.2％降至12.7%，采用規(guī)范為：脈沖電容充電電壓200V，電磁力頻率18Hz，集磁器與焊件距離2mm。
　　金相分析表明，隨焊電磁沖擊改善了焊縫金屬的結(jié)晶狀態(tài)，細(xì)化了焊縫晶粒，減少了焊接缺欠，增強(qiáng)了抗熱裂能力。同時(shí)，電磁力擠壓脆性溫度區(qū)間的焊縫金屬，產(chǎn)生橫向壓縮應(yīng)變抵消凝固過程中的致裂拉伸應(yīng)變