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《碩士論文-基于鋁合金的激光深熔焊接研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文基于鋁合金的激光深熔焊接研究姓名：鐘榮華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：金湘中20070520基于鋁合金的激光深熔焊接研究摘要鋁合金具有重量輕、耐腐蝕性、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性好和在低溫下能保持良好的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，因此鋁合金在汽車工業(yè)與航空航天工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。由于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)很大和其它一些物理性質(zhì)，使得鋁合金的焊接性能很差，用傳統(tǒng)的焊接方法(比如TIG焊與MIG焊)焊鋁一般都比較困難并且存在很多焊接缺陷，如在焊后容易出現(xiàn)裂紋和氣孔，同時(shí)焊接過程還會(huì)造成低熔點(diǎn)合金
2、元素(如鎂、鋅)的燒損，這些焊接缺陷嚴(yán)重阻礙了鋁合金進(jìn)一步的應(yīng)用。激光焊接鋁合金正是解決上述問題的有效方法之一。小孔效應(yīng)是激光深熔焊接的基礎(chǔ)，而在研究小孔效應(yīng)在焊接中的作用之前，必須先得到小孔的形狀和尺寸?？墒窃诩す夂附咏饘俨牧蠒r(shí)小孔位于工件的內(nèi)部，這使得小孔的形狀很難直接觀測(cè)到。在本文中設(shè)計(jì)一個(gè)在激光焊接鋁和GG17玻璃時(shí),透過GG17玻璃用高速相機(jī)拍攝到小孔相片的特殊實(shí)驗(yàn)裝置，并從這些拍攝到的相片中得到了小孔的形狀和尺寸，這為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。本文還通過試驗(yàn)研究表明激光功率和焊接速度對(duì)小孔的形狀和尺寸
3、都有很大的影響。根據(jù)前面試驗(yàn)得到的小孔尺寸，本文建立了一個(gè)激光焊接異種材料熱傳導(dǎo)方程的數(shù)學(xué)模型，并通過有限差分法和編制Matlab程序?qū)?shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。通過數(shù)值模擬，得出激光功率和焊接速度對(duì)溫度場(chǎng)的影響很大，并且由于鋁合金與玻璃的物性參數(shù)相差太大，溫度場(chǎng)在兩塊材料中的分布極不對(duì)稱。相同的問題出現(xiàn)在激光焊接金屬時(shí)“匙孔”內(nèi)的等離子體和熔池內(nèi)各種元素?zé)龘p的光譜很難被觀測(cè)到。為了研究低熔點(diǎn)合金元素(如鎂、鋅)燒損對(duì)焊接機(jī)械性能的影響，本文通過相同的試驗(yàn)裝置，首次透過玻璃來直接觀測(cè)到了小孔的輻射光譜。光譜分析的結(jié)果
4、表明，高的激光功率和低的焊接速度將會(huì)加劇低溫合金元素鎂、鋅的燒損。這些試驗(yàn)結(jié)論將對(duì)激光焊接鋁合金時(shí)選擇合適的工藝參數(shù)來減少低溫合金元素鎂、鋅的燒損有一定的實(shí)際指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：小孔;鋁合金;激光焊接;光譜分析II基于鋁合金的激光深熔焊接研究AbstractAluminumalloyshavesuchadvantagesaslightweight,superinoxidizability,excellentelectricalandthermalconductivity,andgoodmechanicalpro
5、pertiesunderthelow-temperatureconditions.Hence,aluminumalloyshavebeenwidelyusedinautomobileindustryandaerospaceindustry.However,Theweldabilitiesofaluminumalloysarequitepoorbecauseoftheirhighthermalconductivityandsomeotherphysicalproperties,suchwelddefectsas
6、porositiesandburninglossofsomevolatileelements(e.g.MgandZn)areapttobeproducedintheweldsintraditionalweldingprocesses(e.g.TIGandMIG),whichpreventaluminumalloysfromwideapplication.Laserweldingisoneoftheeffectivemethodstosolvetheaboveproblems.Keyholeeffectisth
7、ebaseofdeeppenetrationlaserbeamwelding.Inordertostudythekeyholeeffectduringlaserwelding,theshapeofthekeyholemustbeknownfirst.However,becausethekeyholeislocatedinsidetheworkpiece,itisdifficulttoobservedirectlyinlaserweldingofmetals.Inthispaper,thekeyholeisex
8、perimentallyobservedbyusingaspecially-designedcompositeworkpiece,whichisconsistedofthefollowingtwoparts:oneismadefromGG17glass,theotheroneismadefromaluminumalloys.FromthetransparentGG17glassside,thekey
