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中国激光 2013年第10期40卷 83-90页

作者：马轶男陶汪陈彦宾王铭茂哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学国防科技热加工重点实验室黑龙江哈尔滨150001

以J-11为填充胶粘剂,采用CO2脉冲激光对低碳钢Q195进行了激光点焊-胶接复合连接试验。对不同焊点排布情况下复合接头的断裂过程进行了研究。结果表明,当只有1个焊点时,复合接头在拉剪载荷作用下,复合接头两端的胶接部分首先开裂,焊点部... 详细信息

以J-11为填充胶粘剂,采用CO2脉冲激光对低碳钢Q195进行了激光点焊-胶接复合连接试验。对不同焊点排布情况下复合接头的断裂过程进行了研究。结果表明,当只有1个焊点时,复合接头在拉剪载荷作用下,复合接头两端的胶接部分首先开裂,焊点部分最后断裂;当焊点排布方向与受力方向一致时,复合接头内焊点外侧的胶层首先开裂,然后是焊点之间的胶层发生断裂,最后是焊点部分开裂;当焊点排布方向与受力方向垂直时,复合接头内的胶接部分先开裂,焊点部分随后断裂。另外,采用有限元方法对不同焊点排布方式的复合接头受一定拉剪力时,接头内的应力分布情况进行分析,解释焊点排布方式带来的影响,分析结果与试验结果相吻合。

关键词：激光技术激光点焊-胶接复合焊点排布断裂过程有限元模拟应力分布

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AZ31镁合金脉冲激光点焊工艺及焊点排布研究

AZ31镁合金脉冲激光点焊工艺及焊点排布研究

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作者：卞树旺东北电力大学

学位级别：硕士

本文从AZ31镁合金脉冲激光单点焊出发,设置不同的峰值功率、脉冲时间、离焦量以及预热温度探究最佳点焊参数。并利用该参数进行进一步多焊点的排布方式研究,以求提升1 mm厚AZ31镁合金脉冲激光点焊搭接接头力学性能。本文主要研究内容如... 详细信息

本文从AZ31镁合金脉冲激光单点焊出发,设置不同的峰值功率、脉冲时间、离焦量以及预热温度探究最佳点焊参数。并利用该参数进行进一步多焊点的排布方式研究,以求提升1 mm厚AZ31镁合金脉冲激光点焊搭接接头力学性能。本文主要研究内容如下:首先,利用ANSYS有限元模拟软件中的APDL模块对镁合金脉冲激光单点焊温度场进行数值模拟分析。研究结果表明:熔池峰值温度与峰值功率、脉冲时间以及预热温度成正比,最大值分别为2241.43℃、1616.31℃以及1829.88℃;但与离焦量成反比,0 mm时达到最大值1326.25℃。其次,通过设置不同峰值功率、脉冲时间、离焦量以及预热温度,研究其对点焊接头形貌以及焊接缺陷的影响,定量分析焊接参数对焊点成型机理的影响。研究结果表明:峰值功率增大,点焊吸收率升高（0.79-0.93）,焊点熔深增大（1.14-2.00 mm）;脉冲时间延长,焊点整体尺寸增大,尤其是结合面宽度（0-0.45 mm）,熔池内部反冲压力升高（2.41-63.52 N/m）,表面张力降低（339.297 P0-117.84P0）,焊接缺陷敏感性整体下降;离焦量增大,焊点熔深降低（2–1.14 mm）,但结合面宽度增长幅度较大（0.38–0.83 mm）,此外,凝固裂纹敏感性降低（1.71mm-0.72 mm）;预热温度对焊接缺陷敏感性影响最大,预热温度升高,熔池冷却速度减缓（133358.2℃/s–93872.17℃/s）,裂纹长度与气孔面积均大幅度降低（1.43–1.02 mm;0.07–0.01 mm2）。再次,使用扫描电镜、万能试验机以及能谱仪等设备对不同参数下焊点显微组织、拉剪性能、断口形貌以及元素分布进行分析。研究结果表明:焊点截面显微组织主要分为熔合线处柱状晶区、中心等粗大轴晶区、中心柱状晶区以及中心细小等轴晶区。峰值功率增大,熔合线处柱状晶尺寸减小（139.81–63.72μm）,中心细小等轴晶尺寸增大（18.22–43.74μm）;脉冲时间对熔合线处柱状晶尺寸影响较大（57.87-165.25μm）;离焦量增大,熔合线处柱状晶尺寸先减小后增大,0.5 mm时达到最小值104.43μm,等轴晶尺寸变化较小;预热温度升高,熔合线处柱状晶尺寸先减小后增大,100℃时达到最小值98.34μm。受到焊点缺陷以及显微组织的影响,焊点抗拉剪性能差异较大;断口显微形貌表明断口内部韧性断裂特征占比越大,点焊接头力学性能越好。综合以上几方面研究得出最佳焊接参数为:预热温度200℃,峰值功率2.5 k W,脉冲时间6 ms,离焦量0.5 mm。最后,利用上文中所得最佳参数进行焊点排布实验。设置不同焊点数量、间距以及排数,测试其拉伸性能。研究结果表明:综合考虑焊点可靠性以及经济性,焊点数量应控制在15个以内,焊点间距应尽可能设计为在搭接面均匀分布,焊点排数不应超过5排。

关键词：镁合金脉冲激光点焊工艺机理焊点排布

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结构参数对不锈钢板式热沉流动传热性能影响的仿真研究

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航天器环境工程 2023年第4期40卷 374-379页

作者：何鸿辉龚洁周盈杨雪金玮安中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所北京100094

为研究不锈钢板式热沉的结构参数对其流动传热性能的影响,进一步提升其换热效率,利用ANSYS软件建立了与真实结构较为一致而流道高度、焊点直径及焊点排布方式各不相同的热沉几何模型,并利用Fluent软件进行数值模拟。结果表明:在流速相... 详细信息

为研究不锈钢板式热沉的结构参数对其流动传热性能的影响,进一步提升其换热效率,利用ANSYS软件建立了与真实结构较为一致而流道高度、焊点直径及焊点排布方式各不相同的热沉几何模型,并利用Fluent软件进行数值模拟。结果表明:在流速相等的条件下,较大的流道高度H和较小的焊点直径D会使热沉的流阻下降,温度均匀性提升,从而改善热沉的传热性能;当供液压力足够时,对于焊点排布方式分别为矩形和菱形的热沉,尽管后者的流阻相对更大,但同时也拥有更高的温度均匀性。以上研究结果可为不锈钢板式热沉结构的设计与优化提供参考。

关键词：板式热沉结构参数流动传热焊点排布数值模拟

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