3A21鋁合金和20#鋼管-管磁脈沖焊接工藝研究.pdf

1、磁脈沖焊接（Magnetic Pulse Welding/MPW）是一種基于電磁成形的固相連接技術(shù)。將MPW應(yīng)用于鋁合金-鋼等異種材料的管-管焊接有利于實(shí)現(xiàn)零件輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文在對工藝參數(shù)解析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法，對獲得鋁合金-鋼管件磁脈沖焊接接頭的條件和主要參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　首先給出了磁脈沖焊接工藝參數(shù)的解析計算流程，得出磁脈沖焊接系統(tǒng)參數(shù)對接頭連接效果的影響規(guī)律，結(jié)果表明：降低系統(tǒng)

2、電感，提高等放電能量條件下的電壓，可以提高磁場力載荷值和加載速率，并降低能量損耗，因此有利于磁脈沖焊接工藝的實(shí)現(xiàn)。
　　采用類比的方法，引入爆炸焊接工藝中流動限、形成波形界面臨界速度作為衡量磁脈沖焊接形成條件和焊接效果的判斷標(biāo)準(zhǔn)，分析得到碰撞速度和碰撞角度是形成磁脈沖焊接的關(guān)鍵因素。
　　建立了管-管磁脈沖焊接系統(tǒng)的有限元分析模型，采用半耦合法處理脈沖磁場力作用下的管件變形、沖擊碰撞過程主要涉及到的磁場與變形耦合問題。以碰撞

3、速度為標(biāo)準(zhǔn)，參照碰撞過程中連接管件運(yùn)動和變形加速度的變化，評價了各工藝參數(shù)對接頭焊接效果的影響。數(shù)值模擬分析結(jié)果表明：減少線圈匝數(shù)，提高等放電能量條件下的電壓，選擇合理的工件間隙均可以提高碰撞速度，有利形成磁脈沖焊接接頭。
　　用試驗方法探索了中低固有頻率電磁成形設(shè)備實(shí)現(xiàn)磁脈沖焊接的途徑，即選用低電感的成形連接系統(tǒng)，采用電壓值“窗口”的上限，通過優(yōu)化接頭搭接區(qū)徑向間隙及其與線圈的相對位置，創(chuàng)造獲得焊接接頭的有利條件。通過單向拉伸和