基于界面效应的铝合金拼焊覆层板胀形性能研究

作     者：张佳彬 

作者单位：沈阳航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高铁军;杜建宁

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：拼焊板 覆层板成形 界面摩擦 润滑条件 成形性能 

摘      要：拼焊板胀形过程由于焊缝存在导致成形困难,容易出现破裂、焊缝偏移等质量缺陷,结合覆层板成形工艺的优势,通过改变覆板与拼焊板间的界面摩擦及覆板厚度,从而改善拼焊试件在成形过程中的受力状态及变形规律,减少其焊缝偏移,进而提高成形性能及极限胀形能力。结合理论分析、有限元分析及实验验证,优化了拼焊覆层板胀形成形工艺,从而为此类拼焊板成形提供新方案。首先,对拼焊覆层板胀形过程中拼焊板的受力状态进行了理论分析,明确了覆板力学性能及覆板对拼焊板产生的界面摩擦力对拼焊板试件的应力分布、坯料流动的影响,为拼焊覆层板胀形成形研究提供理论基础。其次,对两种摩擦副间分别采用润滑材料PTFE、二硫化钼及润滑油进行界面润滑,依据平板滑动摩擦实验测量了5A02-5A06/SUS304在使用不同润滑剂润滑条件下,在不同法向压力下两摩擦副间的界面摩擦力,通过库伦摩擦定律,得到了不同润滑及不同法向压力条件下对5A02-5A06/SUS304间界面摩擦系数的影响规律。最后,采用有限元分析及实验验证对拼焊覆层板胀形过程进行分析,得到了拼焊覆层板在不同界面润滑及不同覆板厚度条件下拼焊试件应力、壁厚、最大焊缝偏移及极限胀形高度分布规律,得出覆板在与弱侧5A02保持小摩擦、与强侧5A06保持大摩擦,且较大覆板厚度时拼焊板胀形性能好,即最佳成形工艺条件为5A02-0.02/5A06-0.3,覆板厚度为1.0mm。