轨道车辆用6N01铝合金型材挤压焊合线形态的研究

轨道车辆用6N01铝合金经分流组合模挤压成空心型材,对其出现的挤压焊合线形态进行研究,利用先进的金相显微镜和扫描电子显微镜等设备进行系统分析,得出挤压型材因焊合不良形成的焊合线宏观及微观组织、力学性能、断口形态,为挤压产品焊合不良的检验、模具设计和挤压工艺制定提供参考。     

汽车用某挤压型材焊合质量研究

以汽车某零件为研究对象,针对其初始挤压工艺方案产生焊缝焊合不良问题,采用数值模拟的方法,对其挤压过程进行了模拟,得到了挤压型材焊合不良焊合面的静水压力及材料流动应力分布规律。为提高挤压型材焊缝的焊合质量,采用K*参数对焊合质量进行定量表征,研究了不同模具结构和挤压工艺下焊合面焊合质量的变化情况。研究结果表明,K*值随焊合室高度的增加和分流比的增加而逐渐上升,随着坯料温度的升高、挤压速度的下降、坯料直径的增加而逐渐提高。根据模拟规律,对型材挤压工艺进行改进,改进后,纵向焊缝的焊合质量得到有效改善,与模拟结果吻合。     

铝合金型材分流模挤压过程焊合行为的研究进展

空心铝合金型材分流模挤压过程中,不可避免地会在整个型材长度上形成若干条纵向焊缝,焊合质量的优劣对型材的整体力学性能影响很大。综述了铝合金型材分流焊合行为及其机理的研究进展,介绍了焊合室、分流孔、分流桥、工作带等模具结构和挤压速度、棒料温度等工艺参数对焊合质量的影响规律,总结分析了现有K准则、Q准则、J准则及其对焊合质量的预测方法,阐述了铝合金分流焊合机理及其微观组织演变规律。最后,展望了铝合金型材分流焊合挤压过程的研究方向,指出应在复杂大断面铝合金型材焊合质量控制、铝锂合金挤压过程焊合行为等方面加强相关研究。     

挤压速度对铝合金挤压焊合过程中组织与性能的影响

焊合过程是铝合金挤压过程中非常重要的部分,它直接影响挤出型材的质量及生产效率。挤压速度作为挤压工艺中的重要参数,影响挤出型材的表面质量、模具的使用时间和载荷。本文在540℃分别采用四组不同挤压速度对挤铝合金,分析挤出型材焊合质量以及焊合接口组织变化规律。通过有限元模拟分析了挤压速度对挤出型材温度场以及等效应变的影响。结果表明:在金属的焊合阶段,其挤压力最大值由大到小对应挤压速度依次为30、45、60、15mm/min;当挤压速度为15、60 mm/min时,平均晶粒尺寸分别为84.4、65.6μm;挤出型材温度随挤压速度增加而升高,温升达5.4℃。     

薄壁六边形铝型材挤压成形仿真与试验研究

基于Deform-3D软件模拟六边形空心铝型材挤压成形过程,分析挤压过程中挤压力、静水压力、应力应变的变化情况。静水压力是评价挤压焊合质量的重要参数。通过仿真模拟提出,两股金属流的汇合形成的焊缝接触区域是一个复杂的三维界面。基于HyperXtrude软件分析挤压速度对薄壁型材成形质量的影响。并通过挤压试验证明仿真模拟的可靠性。提出通过调整六边形薄壁型材结构、挤压工艺参数和工作带长度的方法来提高型材成形质量。     

焊缝对ZK60镁合金方管分流挤压成形的影响

分流挤压型材的焊缝质量是影响型材综合性能的关键因素。基于有限元法可以获取挤压过程中坯料温度、应力应变、焊合压力等生产现场难以测量的物理参数的优势,针对不同焊合位置对某规格ZK60镁合金方管分流挤压过程的影响规律进行了有限元仿真分析和实验研究。研究发现:焊缝位于边中间可有效降低载荷约8%,型材挤压更省力;焊缝位于直角处可分别提升9.7%的焊合压力和约6~15℃的焊合温度,有助于细化金属晶粒和提高ZK60镁合金方管的焊缝质量和型材整体的力学性能。实验研究和模拟结果吻合良好。     

基于Deform-2D的连续钢丝增强铝基复合棒料挤压流变规律

设计了一种连续纤维增强铝基复合圆棒的挤压模具,基于Deform-2D软件对其挤压全过程进行二维数值仿真,研究了复合型材挤压过程中材料的流变规律和挤压焊合路径上各物理场的分布特征,并通过挤压实验获得了连续钢丝增强的铝基复合圆棒。研究结果表明,钢丝上的应力集中是由焊合室内的三向压应力和坯料的流速不均造成的。在复合型材挤压过程中,钢丝与铝基体间的结合首先依赖于焊合室内的焊合压力,随后其在模口外的粘结作用主要取决于挤压温度。在焊合路径上,较高的挤压温度、焊合压力、应变和应变速率均有利于型材焊缝及其界面的焊合。在挤压过程中,铝基体的流动受到纤维的影响,同时也对纤维的嵌入位置和受力状态产生一定影响。     

铝合金型材挤压模优化设计

通过对铝合金型材挤压模具造型,并采用软件Hyper Xtrude对其挤压成形过程进行了模拟。通过对型材截面形状特征与对原模具的模拟结果的分析,以模拟的挤压参数的精确预测为依据,结合设计经验,对模具进行了优化设计。同时,为了获得更好的型材质量与更高的生产效率,探究多级模具焊合室对型材质量的影响。通过对各方案的模拟,最终得出挤压速度更均匀、型材质量更好、更适合于生产的模具。     

动态再结晶对Al-Mg-Si铝合金分流模挤出型材焊合区组织和力学性能的影响（英文）

通过实验与数值模拟相结合的方法,研究动态再结晶对6063铝合金多孔分流模挤出型材焊合区显微组织和力学性能的影响,并采用EBSD技术观察晶粒形貌。结果显示,在初始低速挤压时,随着挤压速度的增大,挤出型材温度升高和应变速率增大,挤出型材动态再结晶分数增大;而在高速挤压时,挤出型材温度随挤压速度的增大增幅较小,型材动态再结晶分数因应变速率的增大而减小。焊合区硬度和小角度晶界分数低于基体区的,较小的再结晶分数使得焊合区晶粒尺寸大于基体区的。减小晶粒尺寸和提高挤出温度有利于提高焊合区型材的硬度。     

多孔模焊合室结构对型材挤压成形过程的影响

以矩形型材为例,采用有限元软件HyperXtrude对不同焊合室结构的多孔挤压模在稳定挤压过程中的速度场、温度场和应力场进行了数值模拟分析。结果表明,增加焊合室级数可以有效地改善金属流动均匀性、提高型材焊缝质量、降低下模应力和变形量。为了进一步研究焊合室高度对金属流动均匀性的影响,当下模带有三级焊合结构时,通过分别改变各级焊合深度发现:各级深度相同时金属流动最为均匀,前进型模具次之,后退型模具最差。     

焊合角和焊合室深度对复杂悬臂空心铝型材挤压成形质量的影响

应用Hyper Xtrude有限元分析软件,考察了带长悬臂结构空心截面铝型材挤压时的焊合角α和焊合室深度h对其挤压成形质量的影响。结果表明:当α在15°~45°时,型材悬臂处及空心部位四周分流桥下金属的流动速率较大,开始焊合的时间早,焊合历程长;当α增加到60°时,相应区域金属的流动速率明显降低,焊合推迟;在α达到90°时,该情况最为严重,焊合历程变短。α为45°时,模芯最大偏移量达到最小值0.045 mm。随着h的增加,焊合面静水压力最小值与上模最大等效应力及模芯最大偏移量均逐渐增大。综合考虑各因素的影响,确定该型材挤压模具的最佳焊合角和焊合室深度分别为45°与20 mm,并将其用于挤压模具设计,试模发现模拟结果与试模结果吻合较好,挤出型材的综合质量较高。     

太阳能固定框架铝型材挤压模具结构优化设计

采用两种方案设计了某型太阳能型材挤压模具.基于数值模拟软件HyperXtrude对挤压进行了模拟.通过对型材出口位移和模具应力的分析,比较了两种设计方案的可行性并选择较优者.改进后的设计方案,增加二级焊合室,提高了金属流动均匀性和焊合质量,优化的模具能生产出合格的型材.     

LZ91 Mg-Li合金分流模挤压成形过程数值模拟与实验研究

建立了LZ91 Mg-Li合金分流模挤压过程的有限元模拟模型,研究了挤压比对型材挤压过程中温度、应变、流动速度等物理场量的影响规律,采用J准则对型材的焊合质量进行了定量分析,并开展了不同挤压比条件下的分流模挤压实验,研究了铸造态、均热态、挤压态LZ91 Mg-Li合金的微观组织特点。结果表明,在分流桥表面及其下部的材料处于大变形区,分流孔内部的材料处于小变形区,且随挤压比增加,材料的应变整体上升。受塑性变形热和型材冷却散热等因素的影响,分流桥上端材料的温度升高,但越靠近模具出口处,材料的温度越低。焊合质量受多种因素的影响,焊缝中心位置处的焊合质量低于焊缝边缘处,而随着挤压比的增大,焊合质量得到改善。焊缝区由于应变较大,其再结晶形核数量多,生成的晶粒较细小,而基体区因动态再结晶不够充分,其晶粒比较粗大。当挤压比增大时,由于温度升高,还发生了晶粒长大现象。     

网格重构在铝合金空心型材分流模挤压过程数值模拟中的应用

采用作者等人开发的基于Deform-3D与Pro/Engineer的网格行重构技术,对典型大断面空心铝合金工业型材分流模挤压全过程(包括焊合过程)进行了模拟分析.结果表明,采用某企业的现行模具设计方案,挤压初始阶段,型材两侧焊合面率先产生焊合,中间部位焊合面的焊合相对滞后,导致挤出型材断面的中间位置金属流量不足,同时模芯出现弹性偏移,易造成壁厚超差;挤压稳态阶段,模孔附近型材的最高温度为520℃、焊合室内的静水压力约为A6005铝合金屈服强度的5～10倍、模芯弹性偏移量为0.43 mm,基本满足型材挤出温度、焊合质量及壁厚尺寸公差的要求.     

一种空心铰链挤压型材的焊缝质量控制工艺研究

介绍了一种铝合金空心铰链挤压型材的焊缝质量控制生产研制过程。分析模具设计、模具焊修、铸锭质量及挤压工艺等参数对空心铰链挤压型材焊缝质量的影响,找到控制焊缝质量的生产关键因素,达到课题攻关目的。     

热挤压法生产紫铜电脑散热片的研究

分析了电脑散热片产品的截面形状特点和该产品在挤压过程中的模具工况，从模具的强度出发，优化设计了一套分流挤压模具，用高温挤压成形技术进行电脑散热片实心型材成形实验。研究结果表明：通过减小悬臂承受的压力和受力面积以及转化悬臂的受力形式等结构优化设计，可以使悬臂的受力和变形减小，保证和加强了模具的强度，分流挤压模具没有出现任何失效形式，并保证了挤压制品的质量。利用SEM技术对产品焊合部位组织进行分析，产品的分流焊合部位和非分流焊合部位的组织都很致密，焊合质量较好。     

基于ANSYS的空心铝合金型材挤压过程数值模拟及优化设计研究

在铝型材挤压生产过程中,模具结构参数的设计及工艺参数的选择直接影响铝型材的质量。采用有限元的ANSYS软件对某高速列车车壁复杂薄壁空心型材的挤压过程进行了数值模拟,系统地研究了铝材在模具型腔内的流动规律和变形机理,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。通过分析,提出了增设阻流坎和二级焊合室的优化设计方案。经过对比试验,发现优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的速度分布不均的问题,其所生产的铝型材截面上的应力分布和温度分布更加均匀,焊缝质量比用初始模具生产的型材的焊缝质量有明显的改善。     

镁合金薄壁空心型材挤压壁厚减薄问题的有限元分析及解决方案

对镁合金薄壁空心型材在实际生产过程中出现壁厚减薄的缺陷,采用数值模拟方法进行研究,分析了挤压过程中金属流速和压力分布情况,模拟结果表明,焊合室内压力不均及出模口处沿挤压方向金属流动速度差异,是导致型材壁厚减薄的主要原因,且模拟得到的壁厚值与实际测量值基本吻合。提出了控制型材壁厚的改进方案,对型材挤压模具结构进行改进,即增加焊合室高度和修改分流孔尺寸。其中修改分流孔尺寸的方案能得到壁厚较均匀的型材,是可行的方案。研究结果表明,有限元方法对复杂型材挤压生产中挤压模具和挤压工艺的优化有直接的指导意义。     

基于质点逆向追踪的铝合金空心型材横断面温度的不均匀性

采用挤压金属质点逆向追踪方法,分析了铝合金空心型材挤压过程中型材横断面温度分布不均匀性的原因及主要影响因素。结果表明:挤压过程中质点在分流孔内流动时的温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大,而在焊合室内和模孔内流动时,温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性影响较小;挤压过程中各项热流作用对型材横断面温度分布不均匀性的影响程度由大到小依次为摩擦热、塑性变形热以及金属与工模具间的传热;通过模具结构设计和挤压工艺参数合理化,可使空心型材横断面温度分布的不均匀性得到较大的改善。     

空心铝挤压型材焊合扩口试验失效分析

通过成分检测、金相测试、横向拉伸测试及扫描电镜观察,对铝合金地板空心挤压型材焊合扩口试验失效的原因进行分析.根据分析结果得出:空心铝挤压型材焊合扩口试验失效的主要原因为焊合位置存在粘结界面,粘结界面与铝合金基体组织不连续.在扩口试验的外力作用下,在粘结界面与铝合金型材组织观察不连续处萌发裂纹,引发扩口试验失效.扩口试验...