泡沫鋁激光焊接及制備技術研究.pdf

1、泡沫鋁同時具有金屬和氣泡的特征。它密度小、耐高溫、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、吸收沖擊能力強、防火性能強、耐候性強、有過濾能力、電磁屏蔽性高、成形精度高、易加工、易安裝、可進行表面涂裝。泡沫鋁的這些優(yōu)異的性能使其在當前的材料領域具有廣闊的應用前景,是非常具有開發(fā)前途的工程材料,尤其是在航天事業(yè)、交通運輸工業(yè)和建筑結構工業(yè)等方面。
　　目前對于泡沫鋁結構特性和功能特性以及制備工藝的研究比較多,但是對于泡沫鋁的成型工藝,尤其是連接工藝

2、則研究的較少,目前比較成熟的連接工藝有膠粘和釬焊,而泡沫鋁的熔化焊的連接方式目前還是一個空白,所以本文采用當前應用廣泛的高能束焊接方法——激光焊接方法來進行泡沫鋁的焊接。
　　本文主要研究內容如下:
　　(1)采用冷壓—溶解—燒結法制備不同孔隙率的泡沫鋁,從而進一步了解泡沫鋁的內部結構,為接下來連接工藝的研究奠定基礎;
　　(2)利用激光焊接方法對孔隙率為70％的泡沫鋁進行焊接,確定最優(yōu)的工藝參數,同時利用302AB結

3、構膠對相同孔隙率的泡沫鋁進行粘接,并對兩種連接接頭進行拉伸試驗;
　　(3)對泡沫鋁激光焊接接頭抗拉強度數值進行分析,從而確定激光焊接工藝的正確性,并且通過抗拉強度對比和波動性分析,證明激光焊接工藝的優(yōu)越性;
　　(4)通過ANSYS有限元軟件模擬泡沫鋁的電磁屏蔽特性和傳熱特性,并研究焊接接頭對泡沫鋁電磁屏蔽特性和傳熱特性的影響。
　　通過實驗及模擬得到了以下結論:
　　(1)冷壓—溶解—燒結法適用于制備孔隙率7

4、0%以下的泡沫鋁;
　　(2)通過加入鋁合金(6061)中間過渡層可以實現泡沫鋁的激光焊接,按照一定的焊接順序進行雙面——四道焊接,可以得到較好的焊接質量。焊接接頭的抗拉強度值為2.97MPa,基本達到了泡沫鋁母材的抗拉強度值;
　　(3)通過波動性分析,激光焊接接頭和粘接接頭的抗拉強度值的變異系數分別為5.39%和7.52%,說明激光焊接接頭的波動性較低,可靠性更好;
　　(4)根據ANSYS有限元軟件的模擬結果,鋁