發(fā)布時(shí)間：2024-06-30 06:03

　　本文針對電子束填絲焊接過程,開展了焊絲熔化過渡行為研究,揭示了電子束填絲焊接焊絲過渡與焊縫成形機(jī)制。研究了銅/鋼異種金屬電子束填絲焊接的焊縫成形、接頭組織與性能,驗(yàn)證了電子束填絲焊接異種金屬的工藝適用性。本文搭建了電子束填絲平臺,實(shí)現(xiàn)了電子束焊機(jī)與送絲機(jī)構(gòu)的耦合與聯(lián)調(diào),為了更好地揭示電子束填絲焊過程中的焊絲熔化過渡行為,建立了CCD視覺傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對焊接過程的采集。電子束填絲焊相比于電子束自熔焊由于焊絲的引入而變得更加復(fù)雜,首先對新引入的工藝變量如填絲方位、送絲角度與送絲速度對焊接過程的影響進(jìn)行了研究。研究表明采用前置填絲方位可以保證焊接過程的穩(wěn)定與填絲精度。隨送絲角度的增加,熔深逐漸增大。送絲角度為60°是本試驗(yàn)平臺最為理想的送絲角度。而送絲速度的選取則需要與焊接速度與束流進(jìn)行匹配。研究結(jié)果也表明絲束空間位向關(guān)系會影響焊縫成形。進(jìn)而對不同絲束空間位向關(guān)系對焊縫成形的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明不同絲束空間位向關(guān)系下熔深由深至淺的順序?yàn)樽匀酆�、絲束分離、絲束部分相交、絲遮擋束和非接觸過渡絲束關(guān)系;而非接觸過渡絲束關(guān)系的熔寬最窄;余高從高到低的順序?yàn)榉墙佑|過渡絲束關(guān)系、絲遮擋束、絲束分離...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的與意義
    1.2 填絲焊技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光填絲焊
        1.2.2 電弧填絲焊
        1.2.3 復(fù)合熱源填絲焊
        1.2.4 電子束填絲堆焊
        1.2.5 填絲焊小結(jié)
    1.3 CCD視覺傳感的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 溫度在線監(jiān)測
        1.3.2 缺陷在線預(yù)測
        1.3.3 焊縫跟蹤
    1.4 填絲焊焊絲熔化過渡行為研究現(xiàn)狀
        1.4.1 熔滴過渡行為現(xiàn)狀
        1.4.2 熔滴過渡小結(jié)
    1.5 銅/鋼異種金屬焊接的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 銅/鋼的焊接性
        1.5.2 銅/鋼焊接研究現(xiàn)狀
    1.6 異種金屬接頭殘余應(yīng)力研究現(xiàn)狀
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 電子束填絲試驗(yàn)系統(tǒng)與研究方法
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備及填絲平臺
        2.2.1 真空電子束焊機(jī)
        2.2.2 送絲系統(tǒng)的搭建
        2.2.3 焊接噴嘴的設(shè)計(jì)與制作
        2.2.4 CCD視覺傳感系統(tǒng)的搭建
    2.3 試驗(yàn)材料及分析方法
        2.3.1 試驗(yàn)材料
        2.3.2 分析方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 電子束填絲焊工藝對焊縫成形的影響
    3.1 引言
    3.2 焊接工藝對焊縫成形的影響
        3.2.1 填絲方位對焊縫成形的影響
        3.2.2 填絲角度對焊縫成形的影響
        3.2.3 束流、焊接速度與送絲速度匹配對焊縫成形的影響
    3.3 絲束空間位向關(guān)系對焊縫成形的影響
        3.3.1 絲束空間位向關(guān)系的標(biāo)定
        3.3.2 不同絲束位向關(guān)系的焊接特征分析
        3.3.3 不同絲束關(guān)系對焊縫成形的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電子束填絲焊接熔化過渡行為研究
    4.1 引言
    4.2 非接觸下的焊絲熔化過渡行為研究
        4.2.1 非接觸過渡熔滴臨界尺寸的理論計(jì)算
        4.2.2 非接觸過渡試驗(yàn)及焊縫成形研究
        4.2.3 非接觸過渡物理過程分析
        4.2.4 金屬蒸氣對焊接能量的影響
    4.3 接觸過渡下的焊絲熔化過渡行為研究
        4.3.1 絲束分離時(shí)焊絲熔化過渡行為研究
        4.3.2 絲束部分相交時(shí)焊絲熔化過渡行為研究
        4.3.3 絲遮擋束時(shí)焊絲熔化過渡行為研究
        4.3.4 不同過渡形式焊縫形貌對比分析
    4.4 填絲對焊縫成分均勻化影響
        4.4.1 工藝參數(shù)選擇
        4.4.2 不同束流下焊縫成分均勻化研究
    4.5 銅/鋼電子束填銅焊絲焊接的最佳過渡方式
    4.6 本章小結(jié)
第5章 銅/鋼電子束填絲焊接頭成形及組織性能研究
    5.1 引言
    5.2 銅/鋼電子束自熔焊
    5.3 銅/鋼電子束填絲焊成形研究
    5.4 銅/鋼電子束填絲焊接頭組織性能研究
        5.4.1 銅/鋼電子束填絲焊接頭組織研究
        5.4.2 銅/鋼電子束填絲焊接頭性能研究
    5.5 銅側(cè)熱影響區(qū)組織對接頭性能的影響
        5.5.1 工藝試驗(yàn)
        5.5.2 銅側(cè)熱影響區(qū)寬度及晶粒平均面積測量
        5.5.3 結(jié)果分析
    5.6 電子束填絲焊間隙適應(yīng)性研究
    5.7 本章小結(jié)
第6章 銅/鋼電子束填絲焊接頭應(yīng)力緩和研究
    6.1 引言
    6.2 填絲焊與自熔焊模型建立
        6.2.1 焊接過程有限元模型
        6.2.2 材料熱物理性能參數(shù)
        6.2.3 工藝試驗(yàn)
        6.2.4 殘余應(yīng)力測量
    6.3 接頭溫度場與殘余應(yīng)力場分析
        6.3.1 焊接過程溫度監(jiān)測及溫度場分析
        6.3.2 殘余應(yīng)力場分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號：3998495