防撞梁用空心铝型材挤压模设计及结构改进

以防撞梁空心铝型材为研究对象,根据相关设计标准设计挤压模,利用数值模拟技术获得连续挤压过程中金属流动速度分布情况以及型材截面新旧坯料的变化过程,计算型材横向焊缝的长度,根据模拟结果,针对金属流动速度的不合理性,对分流桥、焊合室以及工作带等结构进行改进。改进后,型材出口处金属流速均匀,横向焊缝长度降低,试模试验与数值模拟结果吻合,为模具结构的设计和改进提供了指导。     

锭脚空心正挤压成形过程的数值模拟

对锭脚空心件正挤压成形过程进行了三维数值模拟,通过分析金属单元网格的变化、速度场及等效应力场的分布情况,研究了金属流动及变形规律.并对挤压力的模拟结果和图算法以及经验公式计算结果相比较,验证了计算机数值模拟的可靠性,为锭脚挤压工艺优化和模具设计提供了参考依据.     

列车设备舱横梁空心铝型材连续挤压过程横向焊缝的研究

空心铝型材连续挤压生产过程中,前后两块坯料相互接触焊合会形成横向焊缝,这会影响型材性能。本文利用HyperXtrude软件对列车设备舱横梁空心挤压型材的成形过程进行了数值模拟,预测了横向焊缝的分布,并利用试验方法对模拟预测结果进行了验证。结果表明:数值模拟预测结果与试验结果相吻合。数值模拟可以准确预测连续挤压中横向焊缝的分布。     

采用空心锭挤压BFe10-1-1铜合金管材的数值模拟

采用有限体积法,对BFe10-1-1铜合金空心锭经"镦粗-穿孔"挤压无缝管的变形过程进行了3D数值模拟分析,模拟结果与生产实际吻合良好.研究表明,穿孔变形过程中,空心锭内孔壁逐渐闭合,使氧化层进入管壁,是形成挤压管夹杂、分层等缺陷的主要原因;通过改进穿孔针前端结构,可以有效防止空心锭内孔壁氧化层进入管壁.     

高速钢扁锭锻造方坯端面裂纹产生原因研究

高速钢扁锭锻造成方坯时，端面产生较大横向裂纹，并向内部扩展，为减小端面裂纹大小，降低裂口向内延伸长度，在微机上采用刚粘塑性有限元分析法对其锻造过程进行模拟研究，分析出了形成此裂纹的主要原因，据此提出了合理工艺参数和改进的锻造工艺措施。     

挤压速度对双坯料连续挤压6063铝合金焊合性能的影响

在双坯料连续挤压过程中,由于两根坯料汇合而形成挤压焊缝.通过显微组织观察、拉伸试验、扫描电镜研究挤压轮转速对6063铝合金焊缝显微组织形貌和性能的影响,并通过有限元仿真分析焊合参数.结果表明,在连续挤压过程中,坯料外表面的氧化物对金属焊合有显著影响,随着挤压速度的增加,等效应变速率明显增加,造成焊合面上的氧化物的破碎程...     

锭重兼容式锭型设计对钢锭凝固质量影响的模拟

阐述了39~45t锭重兼容式锭型的设计思想,利用AnyCasting软件对其凝固过程及凝固质量进行了数值模拟研究。主要分析了搭配锭模垫圈致使锭型参数变化对钢锭凝固过程中温度场分布和凝固缺陷的影响。结果表明,39~45t锭重兼容式锭型允许的锭型参数变化不会明显改变钢锭凝固质量,其冒容比(14.52%)维持不变、细长比由1.437增至1.737、锥度由4.89%降低至4.01%,不会改变钢锭的凝固顺序。锭重的变化对钢锭中的C元素偏析分布的作用不明显;同时,随着锭重的增加,一次缩孔深度缩短,而缩松缺陷仍存在且位置下移。     

热交换器复合板用的HF308铝合金扁锭熔铸工艺研究

在低液位扁锭铸造机上,用电解铝液直接生产汽车热交换器复合板用HF308铝合金扁锭坯料。从设备工装、铝合金特性、产品要求、铸造工艺等方面进行分析和试验研究,主要解决了生产过程中遇到的HF308铝合金化学成分波动大、铸造成型难、扁锭易发生通裂、金属化合物尺寸大等问题。通过多次试验铸造,掌握了该产品成熟的熔炼铸造工艺,能够长时间稳定生产,向用户供货。     

分流模挤压焊合区域的氧化物分布及焊合组织分析(英文)

利用有限元分析、扫描电子显微镜及金相实验研究分流模的锭接锭挤压条件下,型材纵、横向焊合区域的氧化物分布及焊缝微观组织。结果表明:氧化物仅存在于型材基体与横向焊合区域结合面;纵向焊缝表现为深色条纹状组织,包含在强剪切变形及高温条件下形成的粗大再结晶晶粒中;横向焊缝组织表现为晶粒度略小的等轴再结晶晶粒。     

坯料形状对多阶梯变壁厚铝合金端盖背压挤压成形质量影响

针对新能源汽车涡旋式空调压缩机用多阶梯变壁厚铝合金端盖挤压成形易出现折叠和开裂等成形缺陷的问题,进行了该件背压挤压成形有限元数值模拟,研究了不同形状坯料背压挤压成形过程中的金属流动情况及变形均匀性与缺陷形成的相互关系.结果 表明,饼形坯料成形过程中不变形区造成金属不均匀流动,成形后金属变形均匀系数最大,即变形最不均匀,...     

预置间隙对铝/钢CMT接头强度与失效模式的影响

采用CMT熔钎焊方法,对汽车用镀锌低碳钢板与6061铝合金焊接接头的强度与破坏模式进行了研究.采用不同规格的塞尺控制铝/钢搭接接头的预置间隙,以改变铝/钢异种材料熔钎焊接头的熔合面积.结果表明,通过预置间隙的方法可以有效增大熔合线长度,从而提高焊缝接头的拉剪强度.在间隙为0.5 mm时失效模式发生变化,主要原因是焊趾处铝/钢界面层中的锌元素增大了界面层的脆性.     

空心坯料反挤压省力成形方法及应用研究

采用主应力法与数值模拟相结合的方法,研究分析空心坯料反挤压成形力变化规律。结果表明,空心坯料反挤压在减少接触面积的同时,减小了接触面上的单位变形力,大幅度降低了挤压成形力。经在重型车辆铝合金轮辋成形中验证和应用表明,该方法可行,为底部带中心孔的大型薄壁筒形零件的成形,提供了新思路。     

异种合金惯性摩擦焊的研究现状

文中针对钢与其他合金、铝合金与其他合金、钛合金与其他合金、高温合金与其他合金的惯性摩擦焊的研究现状进行了阐述。主要对惯性摩擦焊的工艺参数选取、端面设计、焊前预热、焊后热处理等研究内容进行了综述。并对异种合金惯性摩擦焊存在的问题进行了分析总结。结果表明,采用合理选择工艺参数、设计不同形状的端面、添加中间过渡层、焊前预热处理、焊后热处理等方法获得强度与母材相当、焊接质量较好的接头。建议在后续的研究中,结合数值模拟对异种合金惯性摩擦焊的工艺参数及端面设计进行优化,对接头的元素分布及新相形成的种类与数量进行调控,对焊接界面金属的流动行为进行深入研究,以获得具有综合性能较好的异种合金惯性摩擦焊接头。     

Q235钢与5052铝合金感应-静压焊接头界面微观组织和力学性能

为了有效实现车身上的钢/铝复合结构连接，提出了一种新型的焊接与连接技术?感应-静压焊(induction-pressure welding，IPW). 通过光学显微镜、电子扫描显微镜对钢/铝合金连接界面的组织形貌进行观察，通过X射线色散能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计测试了钢/铝连接界面的化学成分、金属间化合物种类以及显微硬度. 结果表明，采用感应-静压焊工艺可以实现Q235钢与5052铝合金的有效连接. 接头界面上1、2号试样的金属间化合物平均厚度分别为115，85 μm. 接头界面的微观组织形貌呈锯齿状，并且组织向钢侧生长. 接头界面组织的硬度明显高于两侧钢铝基体组织的硬度，1，2号试样接头的抗拉强度分别为49，158 MPa. 同时，在整个感应-静压焊工艺过程中，随着加热温度的降低，金属间化合物厚度呈线性减少. 此外，还发现铝原子的扩散能力显著高于铁原子. 故而，在钢/铝感应-静压焊接头界面生成了富铝的金属间化合物Fe₂Al₅和FeAl₂.     

钛铝复合板横向共挤压翘曲变形分析

针对双金属横向共挤压成形过程中钛铝复合板的翘曲变形问题,采用Deform-3D数值分析,进行塑性变形分析和成形工艺参数优化,提出了主变形的铝材挤出翘曲角和界面压力焊合的压应力标准差作为翘曲变形的评价策略.数值模拟结果表明:翘曲角与挤压速度、温度分别呈正相关和负相关的演变规律,即"高温低速"的共挤压制备工艺有助于减小钛铝...     

均匀化退火工艺对6060铝合金挤压材力学性能的影响

研究了不同均匀化退火制度对6060铝合金挤压型材性能的影响。通过对6060铝合金铸锭的金相显微组织和型材力学性能分析得出,在合适的均匀化退火制度下,可以有效消除6060铝合金铸锭组织的枝晶偏析和非平衡相的熔解,达到缩短均匀化时间,提高挤压速度、改善型材表面质量。     

铝-钢堆焊-搅拌摩擦复合焊接头特性分析

针对铝-钢异种金属焊接缺陷多、效率低等问题,提出一种堆焊-搅拌摩擦复合焊接方法,即采用旁路分流电弧焊先在钢板上堆敷铝合金,再采用搅拌摩擦焊进行铝合金堆敷层和铝合金母材的搭接焊,得到在铝-铝界面呈现典型搅拌摩擦焊“洋葱圆环”状结合的铝-铝-钢复合过渡接头. 针对典型焊缝进行铝-钢异种金属接头的组织结构分析.结果表明,搅拌摩擦焊可以有效消除铝合金堆敷层中存在的气孔等缺陷,并实现金属界面层的减薄. 对铝钢结合界面进行EDS扫描,在堆敷铝合金侧可以观察到呈树枝状的Fe相扩散和呈网状的不均匀Si相扩散,结合XRD(X-ray diffraction)分析其主要成分为Al₅Fe₂Zn_0.4和Al₇Fe₃Si_0.3. 对接头试样进行拉伸试验,拉伸接头断裂在铝合金母材处,达到铝合金母材强度的100%,符合接头应用的力学指标.     

2219-T87铝合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊方法对8mm厚2219-T87铝合金进行了焊接.对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,焊核区为细小的等轴晶粒,晶粒尺寸远小于母材;热机影响区发生了弯曲变形;热影响区组织出现了明显粗化.前进边热机影响区和焊核区形成明显分界线,后退边相对模糊.搅拌摩擦焊对接头各区域沉淀相分布形态有重要影响.接头室温拉伸强度可以达到母材的70%以上.沿焊缝横截面的显微硬度的分布显示,硬度最低点位于后退侧热影响区区域,断裂位置位于后退侧热影响区处,接头的断裂形式为韧性断裂.     

Al/Ni异种金属超声波点动焊接工艺及界面组织分析

对1060铝合金和N4镍合金异种金属进行了超声波点动焊接,优化了焊接工艺,分析了接头界面组织,焊接接头组织微观形貌和力学性能.结果表明,超声波焊接能够实现1060铝合金和N4镍合金异种金属的有效连接,能够得到韧性和强度都很高的焊接接头;确定了铝镍异种金属超声波焊接的焊接工艺参数为焊接压力25.2~36.0 MPa,焊接时间75~85 ms;当焊接压力为32.4 MPa,焊接时间为85 ms时,抗剪强度超过铝侧母材.焊接接头界面的XRD和EDS分析结果表明,接头界面存在由Al,Ni两种元素互扩散而形成的2 μm厚的反应扩散层.     

Al-Mg-Zn铝合金焊接接头力学性能研究

高温挤压后经过人工时效处理的热处理强化型材是广泛应用于高速列车车体的结构材料。在列车车体的焊接制造过程中,由于焊接热源作用改变了型材的热处理状态,导致接头区域的力学性能弱化。通过采集焊接试验过程的热循环曲线,研究7系铝合金接头热影响区的温度变化过程,根据热循环曲线特征将热影响区划分为固溶区和过时效区,并分析热影响区的组织演变和硬度分布规律。脉冲MIG和激光-MIG复合焊两种焊接方法在接头的过时效区域都出现软化。